CN220614409U - 一种用于制造碳陶复合材料的渗硅用坩埚 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于制造碳陶复合材料的渗硅用坩埚，包括多层叠置的锅体，所述锅体的中心开设有气流引导通道，锅体上环绕气流引导通道开设有环状物料槽，所述环状物料槽的内壁开设有用于连通环状物料槽和气流引导通道的导流口。本申请的用于制造碳陶复合材料的渗硅用坩埚，通过导流口和气流引导通道对硅蒸汽尾气的流向加以引导，引流后的硅蒸汽尾气可集中净化处理，避免了硅蒸汽尾气自由扩散而对设备的冲击。

Description

一种用于制造碳陶复合材料的渗硅用坩埚

技术领域

本实用新型碳陶复合材料制造技术领域，具体涉及一种用于制造碳陶复合材料的渗硅用坩埚。

背景技术

碳陶复合材料是20世纪90年代发展起来的一种以高强度炭纤维为增强体，以热解炭、SiC等为基体的多相复合材料，是在炭/炭复合刹车材料的基础上，引入具有优异抗氧化性能的SiC陶瓷硬质材料作为基体的一种材料，既保持了炭/炭复合刹车材料密度低、耐高温的优点，又克服了炭/炭刹车材料静摩擦系数低、湿态衰减大、摩擦寿命不足及环境适应性差等缺点，成为新一代刹车材料。陶瓷化工序作为制备炭/陶复合材料的关键工艺步骤，目前多采用RMI法(反应熔渗法)，RMI法是指采用熔融Si浸渗多孔炭/炭材料，使熔融Si与部分基体炭反应原位生成SiC陶瓷基体。

在RMI工艺中，目前采用的渗硅用坩埚多为敞口式结构，硅产品在坩埚内熔融后，硅蒸汽自由挥发、扩散，而硅蒸汽具有很强的浸渗性和扩散能力，自由挥发的硅蒸汽易扩散到高温炉炉膛内部，对石墨发热体、保温碳毡等炉体结构产生腐蚀和碳粉化，碳粉扩散易造成设备短路、电子元器件损坏、设备运行状态不稳定等故障，这毫无疑问增加了设备的维护使用成本。此外，硅蒸汽易腐蚀坩埚，反应残余硅易与坩埚粘连，不仅难于清理，而且因两者热膨胀系数不匹配易造成坩埚开裂现象，影响坩埚的使用寿命。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于至少解决上述问题之一，提供一种用于制造碳陶复合材料的渗硅用坩埚，以便对硅蒸汽尾气的流向加以引导，避免其自由扩散而带来的弊端。

本实用新型通过以下技术手段解决上述问题：

一种用于制造碳陶复合材料的渗硅用坩埚，包括多层叠置的锅体，所述锅体的中心开设有气流引导通道，锅体上环绕气流引导通道开设有环状物料槽，所述环状物料槽的内壁开设有用于连通环状物料槽和气流引导通道的导流口。

进一步，所述导流口设置在环状物料槽内壁的顶端。

进一步，所述锅体的底部设置有凸台，锅体的顶部开设有凹槽，处于上层锅体的凸台与处于相邻下层锅体的凹槽嵌套装配。

进一步，所述凸台与锅体一体成型。

进一步，所述最顶层锅体的顶部设置有盖板。

进一步，所述环状物料槽的内壁涂覆有防粘涂层。

本实用新型的有益效果：

本申请的用于制造碳陶复合材料的渗硅用坩埚，包括多层叠置的锅体，所述锅体的中心开设有气流引导通道，锅体上环绕气流引导通道开设有环状物料槽，所述环状物料槽的内壁开设有用于连通环状物料槽和气流引导通道的导流口。本申请的用于制造碳陶复合材料的渗硅用坩埚，通过导流口和气流引导通道对硅蒸汽尾气的流向加以引导，引流后的硅蒸汽尾气可集中净化处理，避免了硅蒸汽尾气自由扩散而对设备的冲击。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。

图1是本实用新型优选实施例的示意图；

图2是锅体的示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本实用新型进一步详细说明。通过这些说明，本实用新型的特点和优点将变得更为清楚明确。显然,所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例,而不是全部的实施例。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

如图1至图2所示，本实用新型实施公开了一种用于制造碳陶复合材料的渗硅用坩埚，包括多层叠置的锅体1，所述锅体的中心开设有气流引导通道2，锅体上环绕气流引导通道开设有环状物料槽3，所述环状物料槽的内壁开设有用于连通环状物料槽和气流引导通道的导流口4。所述导流口设置在环状物料槽内壁的顶端。所述锅体的底部一体设置有凸台6，锅体的顶部开设有凹槽7，处于上层锅体的凸台与处于相邻下层锅体的凹槽嵌套装配。所述最顶层锅体的顶部设置有盖板5。

使用时，硅产品置于环状物料槽内加热熔化，产生的多余硅蒸汽尾气经导流口流入气流引导通道，在气流引导通道的引流下进行后续的净化处理，避免了硅蒸汽尾气自由扩散而对设备的冲击。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述环状物料槽的内壁涂覆有防粘涂层。防粘涂层可以分1-5次逐层喷涂，优选的，选用的喷涂材料为高纯氮化硅粉末，氮化硅的熔点1900℃，高于渗硅温度，不会被熔化进入产品体内，氮化硅呈粉末状，比表面积大，热膨胀系数在石墨和硅之间，生产结束后，便于将石墨坩埚和产品分离。优选的，氮化硅粒径为800-3000目之间，分散剂为纯水、乙醇、聚乙二醇和聚乙烯咯烷酮等，氮化硅和分散剂的配比为1：3-10之间，涂层制备工艺为刷涂或喷涂，刷涂或喷涂的温度为50-100℃，刷涂或喷涂一层后干燥10-15分钟后再进行第二遍，依次类推，直到达到要求为止。通过在环状物料槽的内壁涂覆防粘涂层，避免了残余硅与坩埚粘连以及坩埚开裂现象，提高了坩埚的使用寿命。

上述本实用新型所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本实用新型才公开部分数值以举例说明本实用新型的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本实用新型创造保护范围的限制。

同时，上述本实用新型如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本实用新型公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。本实用新型提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种用于制造碳陶复合材料的渗硅用坩埚，其特征在于：包括多层叠置的锅体，所述锅体的中心开设有气流引导通道，锅体上环绕气流引导通道开设有环状物料槽，所述环状物料槽的内壁开设有用于连通环状物料槽和气流引导通道的导流口。

2.根据权利要求1所述的用于制造碳陶复合材料的渗硅用坩埚，其特征在于：所述导流口设置在环状物料槽内壁的顶端。

3.根据权利要求2所述的用于制造碳陶复合材料的渗硅用坩埚，其特征在于：所述锅体的底部设置有凸台，锅体的顶部开设有凹槽，处于上层锅体的凸台与处于相邻下层锅体的凹槽嵌套装配。

4.根据权利要求3所述的用于制造碳陶复合材料的渗硅用坩埚，其特征在于：所述凸台与锅体一体成型。

5.根据权利要求4所述的用于制造碳陶复合材料的渗硅用坩埚，其特征在于：最顶层所述锅体的顶部设置有盖板。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的用于制造碳陶复合材料的渗硅用坩埚，其特征在于：所述环状物料槽的内壁涂覆有防粘涂层。