[发明专利]一种应用限域反应器批量制备密度均匀炭/炭复合材料平板的方法

权利要求书

1.一种应用限域反应器批量制备密度均匀炭/炭复合材料平板的方法，其特征在于：

该限域反应器，包括气体预处理装置、集气装置、沉积装置；所述气体预处理装置位于限域反应器的底部，集气装置位于限域反应器的顶部，沉积装置位于限域反应器的中部；

所述沉积装置包括m块分气板，外筒、m-1组侧板；所述m≥2；

所述任意一块分气板间隔设置有n组气孔，所述n≥2，任意相邻两组气孔之间的距离为10～100mm；n组气孔之间形成n-1个空白区；

所述m块分气板沿外筒的径向从下至上依次排列；

所述m-1组侧板布置于外筒的内侧，任意一组侧板竖直排布于任意相邻两块分气板之间，并将分气板中的气孔环绕其中；

所述m块分气板与m-1组侧板将沉积装置分割为m-1个沉积腔室；从下至上依次为第1个沉积腔室、第2个沉积腔室，依次类推至第m-1个沉积腔室；其中第1块分气板构成第1个沉积腔室的底部，第m块分气板构成第m-1个沉积腔室的顶部；

应用上述限域反应器批量制备密度均匀炭/炭复合材料平板的方法，包括如下步骤：

1)、限域反应器装料

将第1组不大于n-1片碳纤维平板预制体竖立装载于第1块分气板上；并保证任意一片碳纤维平板预制体竖立于第1块分气板的空白区；然后将第2块分气板安装于第1组碳纤维平板预制体的上方并固定于外筒上，并保证第2块分气板中的空白区处于第1块分气板空白区的正上方，同时安装上第1组侧板，确保其将第1块分气板中的气孔环绕其中；即完成第1个沉积室的装料，按同样的方式，从下至上完成剩余m-2个沉积腔室的装料；所述第2块分气板中的空白区处于第1块分气板空白区的正上方是指两块分气板沿径向移动时，空白区可以完全重叠；

2)、化学气相沉积

完成装料后，对碳纤维平板预制体进行第一次化学气相沉积，冷却，卸料获得一次沉积碳纤维平板预制体；

3)、重复装料与沉积至所需密度

将一次沉积预制体继续重复进行装料与化学气相沉积，直至获得平板炭/炭复合材料体积密度为1.2～1.75g/cm³；

在装料过程中，后一次装料按前一次装料的沉积腔室的反顺序进行装料，并在装料过程中将任意一片沉积碳纤维平板预制体在前一次装料的基准上沿限域反应器的径向翻转180°；

所述沉积腔室的反顺序装料的具体方式为：当m-1个沉积腔室为偶数时，将沉积腔室分为(m-1)/2组，其中加和为m的两个沉积腔室中的两组预制体，在下一次装料过程中，空间位置对调；当m-1个沉积腔室为奇数时，处于中间沉积腔室的预制体仍安装于该沉积腔室中，剩余的m-2个沉积腔室分为(m-2)/2组，其中加和为m的两个沉积腔室中的两组预制体，在下一次装料过程中，空间位置对调。

2.根据权利要求1所述的一种应用限域反应器批量制备密度均匀炭/炭复合材料平板的方法，其特征在于：

所述碳纤维平板预制体的厚度为25～80mm。

3.根据权利要求1所述的一种应用限域反应器批量制备密度均匀炭/炭复合材料平板的方法，其特征在于：

所述碳纤维平板预制体的厚度为6～25mm；其进行竖立装载时通过两片石墨工装夹持装载；

所述石墨工装的中间均匀设置通孔，边缘安装紧固结构，所述石墨工装的面积大于碳纤维平板预制体的面积，并保证对碳纤维平板预制体夹持后，使碳纤维平板预制体包裹于石墨工装的通孔区域；

所述石墨工装的厚度为6～15mm。

4.根据权利要求1所述的一种应用限域反应器批量制备密度均匀炭/炭复合材料平板的方法，其特征在于：

所述任意两块分气板的布局一致；

所述m为2～8；

所述任意相邻两块分气板在垂直方向上的距离为100～1000mm；

所述分气板上任意一组气孔由2～3排紧密排列的气孔组成，所述任意一个气孔的直径为8～12mm；所述n为3～8；

所述任意相邻两组气孔之间的距离为25～90mm；

所述竖立装载的相邻碳纤维平板预制体间距为20～60mm；

所述任意一组侧板，由4片侧板构成，所述m个分气板与m-1组侧板将沉积装置分割为m-1个方形沉积腔室。