[实用新型]一种适用于熔融渗硅法生产碳陶复合材料的碳碳工装

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种工装，尤其涉及一种适用于熔融渗硅法生产碳陶复合材料的碳碳工装。

背景技术

碳/陶刹车材料是近年来继粉末冶金材料和炭/炭复合材料之后发展的一种高性能刹车材料，在高速列车、汽车、飞机等领域具有广阔的应用前景。目前，碳/陶刹车材料的制备工艺主要有3种：化学气相渗透(CVI)工艺、先驱体浸渍-热解(PIP)工艺和熔融渗硅(RMI)工艺。与CVI和PIP工艺相比，RMI工艺具有制备周期短、成本低和近净尺寸成型等优点，已经成为具有竞争力的工业化生产技术，是目前国内外生产碳/陶刹车材料主要生产工艺。

熔融渗硅法生产碳/陶刹车材料的过程中需要将碳碳复合材料坯体进行渗硅反应，现有技术的渗硅反应操作采用立式圆筒结构的石墨反应室，反应室分为下部熔硅区和上部反应区两部分，将待处理的碳/碳复合材料坯体置于反应室的上部反应区中，将硅料置于反应室的下部熔硅区加热生成熔融硅；熔硅区和反应区用垫块隔开；加热所述反应室升温至1650℃～2000℃并抽真空，保温2～8小时，熔融硅通过垫块进入反应室的上部反应区，被炭/炭复合材料坯体表面吸附并与其反应生成碳化硅，自然或控制降温至反应室温度低于150℃，即得到碳/陶刹车材料。因石墨材料的力学性能偏低，上述的石墨反应室、熔硅坩埚、支柱及盖板在高温环境与硅液及硅蒸汽反应生产碳化硅。由于生产过程中反复升、降温和热应力的作用，极易开裂，使用寿命短；同时因反应室开裂严重影响产品的渗硅效果。导致在批量生产碳/陶刹车材料产品质量的一致性不稳定和生产效率低。

实用新型内容

本实用新型针对现有熔融渗硅法生产碳陶复合材料的石墨反应室存在的不足，提供一种适用于熔融渗硅法生产碳陶复合材料的碳碳工装。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种适用于熔融渗硅法生产碳陶复合材料的碳碳工装，包括若干个彼此上下连接的圆筒结构的反应室，所述反应室的底面上设有盛放硅粉的坩埚，所述坩埚内部摆放有若干垫块，所述垫块的上方放置有待硅化工件坯体，所述反应室的顶部通过上盖板密封，所述反应室、坩埚、垫块和上盖板均由碳碳复合材料制成。

本实用新型的有益效果是：碳碳复合材料具有高温强度高、抗热震性能好，与硅液及硅蒸汽反应生成碳/碳-碳化硅后力学性能更高的优点，反复使用不开裂，可重复使用且使用寿命长。能有效解决石墨工装易开裂、使用寿命短的缺点，渗硅效果好，材料性能一致性稳定。

附图说明

图1为本实用新型反应室结构示意图；

图2为本实用新型工装使用状态结构示意图；

图1和图2中，1、反应室；2、坩埚；3、硅粉；4、垫块；5、待硅化工件坯体；6、上盖板

具体实施方式

以下结合实例对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1、2所示，一种适用于熔融渗硅法生产碳陶复合材料的碳碳工装，包括若干个彼此上下连接的圆筒结构的反应室1，反应室的底面上设有盛放硅粉3的坩埚2，坩埚内部摆放有若干垫块4，垫块的上方放置有待硅化工件坯体5，反应室的顶部通过上盖板6密封，反应室、坩埚、垫块和上盖板均由碳碳复合材料制成。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。