[发明专利]一种新型化学液相沉积炉

说明书

本发明提供了一种碳/碳复合材料的致密及生产制备中的新型化学液相沉积炉，包括工作室、冷凝器和炉盖，工作室和冷凝器是两个由若干冷凝管相贯通的腔室；其中工作室中包括前驱体槽、支架、预制体和感应线圈等；预制体在工作室中被局部感应加热，实现液相沉积；所述前驱体槽位于工作室内，且底部与工作室底部不接触；前驱体槽和工作室底部之间充有前驱体，前驱体槽内充有前驱体；本装置采取局部感应加热，使得预制体不受尺寸限制，较传统化学液相沉积炉工作状态而言，新型化学液相沉积炉致密效果可控制，降低了生产成本。新型化学液相沉积炉采用多管螺旋轴式冷凝器，大大提高了前驱体的回收率，在节省成本的同时降低了对环境的污染。

技术领域

本发明涉及碳/碳复合材料的致密生产制备技术领域，特别涉及一种新型化学液相沉积炉。

背景技术

现有碳/碳复合材料的制备，是采用有化学气相沉积法(CVD)与传统化学液相沉积法(CLD)进行制备，其中化学气相沉积法(CVD)的具体实现装置为化学气相沉积炉，此类设备在生产过程中将预制体整体加热，工艺时间约持续400～800小时不等，将预制体骨架密度从0.3-0.8g/cm3提升到1.3g/cm3以上。其中传统化学液相沉积法(CLD)的具体实现装置为化学液相沉积炉，此类设备生产中预制体加热时间为化学气相沉积法(CVD)的1/50-1/100小时，可将预制体骨架密度从0.3-0.8g/cm3提升到1.7g/cm3以上。但此类设备冷凝装置采用页片式冷凝器，前驱体回收率较低，对环境污染较大，而且此类方法不易控制产品密度，增加生产成本，并对于预制体尺寸大小有严格限制，若预制体较大，则需要设备功率极大，考虑成本以及实用性，目前此方法无法得到广泛推广。

发明内容

本发明解决的技术问题是：本发明针对工艺时间极长久、预制体致密程度不可控、设备功率配置过大、预制体尺寸受限制以及前驱体消耗过大等问题，提供一种新型化学液相炉。

本发明的技术方案是：一种新型化学液相沉积炉，包括工作室2、冷凝器10和炉盖6，工作室2和冷凝器10是两个由若干冷凝管4相贯通的腔室；其中工作室2中包括前驱体槽8、支架1、预制体13和感应线圈9等；预制体13在工作室2中被局部感应加热，实现液相沉积；所述前驱体槽8位于工作室2内，且底部与工作室底部不接触；前驱体槽8和工作室2底部之间充有前驱体，前驱体槽8内充有前驱体；待处理预制体13通过支架1悬空置于前驱体槽8内且不与前驱体槽接触，使预制体13部分浸在前驱体槽8内的前驱体中，支架1与待处理预制体13之间为滚轮连接，保证待处理预制体13能够轴线转动；感应线圈9缠绕在前驱体槽8和浸在前驱体槽8中的部分待处理预制体13上，待处理预制体13、前驱体槽8和感应线圈9之间相互不接触，待处理预制体13轴线转动时感应线圈9不转动；感应线圈9对前驱体槽中8的部分待处理预制体13进行感应加热液相沉积。炉盖6上开有尾气排出口11，工作室2的侧壁上开有通孔作为气体出入口7，将工作室内抽真空后开始对待处理预制体13进行加工，加工同时向工作室内充入保护气体。

本发明的进一步技术方案是：当前驱体槽8中的前驱体过少时，外部抽液泵将前驱体槽8与工作室2之间的前驱体通过前驱体出口管16抽出，并通过前驱体进口管15进入前驱体槽8中。本发明的技术效果在于：本发明涉及一种碳/碳复合材料致密及生产制备的新型化学液相沉积炉，采用预制体与感应线圈的相对运动、局部感应加热及新型冷凝器装置，可实现短时间、高效率、低能耗、低成本且致密度可控制的碳/碳复合材料规模化生产。

在一个实施例中，前驱体槽8包括主槽体32，用于所述预制体进行液相沉积；多个翼槽31，所述翼槽31的上端面与所述主槽体8的上端面齐平；所述翼槽31一端与所述主槽体32连通，所述翼槽31的另一端与所述工作室2固定连接，所述翼槽31的深度从所述翼槽31与所述工作室2的固定端到所述翼槽31与所述主槽体32的连接处逐渐增大，所述翼槽31与所述主槽体32连接处的深度小于所述主槽体32的深度；

所述新型化学液相沉积炉还包括：引流板42，设置与所述冷凝器10下方，用于将冷凝器10冷凝出来的前驱体导入前驱体槽8；