[实用新型]一种用于气体预热与气体分配的组合工装

说明书

技术领域

本发明属于化学气相沉积技术领域，尤其涉及一种用于制造碳刹车盘的化学气相沉积用的气体预热工装。

背景技术

化学气相沉积技术（CVD）是气态物质经过高温化学反应而获得固态沉积物的一种制备方法，目前使用的碳刹车盘80%以上是通过该技术获得的。过程描述如下：有机气体（甲烷、丙烷、丙烯等）通过送气装置进入沉积炉内，在一定高温下进行裂解、聚合，并不断向盘型预置体中扩散、渗透，最终以热解碳的形式沉积于预置体纤维之上，达到增密化的效果，最终获得碳/碳复合材料刹车盘。其中一项关键因素是有机气体在进入反应区之前必须达到适当的温度，并在盘与盘之间形成有效流场，这样才能提高致密化效率，因此，预热装置将起到以上作用：加热气体并对气场的合理流动进行干预性布局。

多孔板叠加式预热装置是目前气相沉积领域生产中所广泛使用的预热装置，但是气体在其中的流程较短，因此受到的热辐射、热传导作用时间短，对气体的预热能力有限，使得有机气体在进入沉积区域前未达到分解的临界温度，具体表现在使碳刹车盘料柱底部1/3段增密效果减弱；同时现有预热装置出口设计简单，为单通气孔，不能形成有效气场。具体表现在使碳盘顶部1/3段增密效果减弱。

在公布号为CN10236387A的发明创造中，公开了一种化学气相沉积炉预热装置，该发明创造中介绍了一种化学气相沉积炉预热装置，该装置包括盖板、底座、热电偶、基座和底板。其特征在于还包括扰动面板和气流板，底座安放在基座的上表面，气流板逐层叠放在底座的上表面，并且各层之间180°交错，扰动面板置于最顶层气流板的上表面，在扰动面板的上表面安放预制体，在扰动面板和气流板的中心有热电偶的过孔，在扰动面板的中心有圆形的凹槽，在该凹槽内环有热电偶过孔并且均布扰动孔，扰动孔的中心线与扰动面板表面之间夹角为70°～85°，扰动孔的倾斜方向均向扰动面板外圆周方向，在气流板的上表面中心有圆形凹面，凹面上分布有多条相互平行的气流槽。该发明实际应用中存在的不足之处在于气体预热之后中心气体温度高于周边气体温度从而导致预制产品中心密度高于外围密度使预置体无法很好的进行渗透性沉积。

发明内容

为克服现有技术中存在的预置体无法很好的进行渗透性沉积和碳盘顶部1/3段增密效果减弱的不足，本发明提出了一种用于气体预热与气体分配的组合工装。

本发明包括垫板、底板、外孔气流扰动板、内孔气流扰动板、通气面板、分流面板、料柱套和支撑板。其中，垫板安放在炉体基座的上表面。底板安放在垫板的上表面。多个具有多个气流孔的外孔气流扰动板和多个具有多个气流孔的多层内孔气流扰动板依次间隔的叠放在底板的上表面。所述的外孔气流扰动板和内孔气流扰动板叠放的层数与根据沉积炉中的气体流量叠放2～5层。所述外孔气流扰动板与内孔气流扰动板的数量相同。通气面板置于位于顶层的内孔气流扰动板的上表面。在通气面板的上表面安装有分流面板。多个料柱套分别放置在分流面板上表面的料柱套安装孔内。所述料柱套的数量根据料柱的数量确定，支撑板安放在各料柱套上端面。

叠放外孔气流扰动板和内孔气流扰动板时，当气体流量≤1500L/h时，外孔气流扰动板和内孔气流扰动板的叠放层数为2层；当气体流量1500L/h～2500L/h时，外孔气流扰动板和内孔气流扰动板的叠放层数为3层；当气体流量≥2500L/h时，外孔气流扰动板和内孔气流扰动板的叠放层数为4层或者5层。

所述底板的上表面有气流槽，该气流槽的直径比底板外径小20mm，气流槽深度为4～8mm。在底板的中心有底板气流通孔，该底板气流通孔的孔径为80～100mm。

所述外孔气流扰动板上表面有深度为4～8mm的气流流动槽。在所述外孔气流扰动板的下表面中心有轴向凸出的凸台，该凸台的外径与底板上表面气流槽的直径相同，并通过嵌套的方式装入底板上表面气流槽内。在所述外孔气流扰动板上表面的气流流动槽内的外缘均布有若干贯通的外孔气流扰动气流孔，并且所述若干外孔气流扰动气流孔在气流流动槽内环形分布。所述外孔气流扰动气流孔的孔径为10～20mm，相邻外孔气流扰动气流孔之间的中心距为40～60mm。所述气流流动凹槽内分布有气流孔部分与实体部分的表面积比＝1：0.8。