[实用新型]无机纤维原丝交联固化装置

说明书

本实用新型涉及一种无机纤维原丝交联固化装置，利用网盘收集装置使纤维原丝按相同取向排布，与传统的滚筒式收集装置相比，能够更加均匀的被电子束照射；冷却系统的引入，有利于热量的传输，避免纤维原丝的熔化；真空系统的引入，可避免氧气对纤维原丝的影响，同时能有效实现热量的快速耗散，进一步避免纤维原丝的熔化。该装置不仅能够实现碳化硅纤维原丝、氮化硅纤维原丝和碳纤维原丝的交联固化，亦能用于其它无机纤维原丝的交联固化，方法简单、成本低廉。

技术领域

本实用新型涉及纤维材料处理技术领域，尤其涉及一种无机纤维原丝交联固化装置。

背景技术

无机高性能能纤维，如碳化硅纤维、氮化硅纤维和碳纤维等，是目前耐高温、具有高力学强度、耐腐蚀的典型代表之一，在工程材料改性、发动机、航空航天、船舰、核电设备等领域具有独特的应用价值。制备上述无机纤维的主要过程包括前体的制备、前体纺丝、纤维原丝的固化、纤维原丝的烧结或碳化。而难点在于纤维原丝的固化，即如何在维持纤维原丝的形貌下进行化学交联、化学重构，以保证烧结过程获得稳定、性质优异的无机高性能纤维。

以碳化硅纤维前体聚合物为例，碳化硅聚合物纤维前体的固化主要有氧气、化学气相和电子辐照三种方法。其中电子辐照法是最为直接的固化方法，然而，聚合物前体在照射期间吸收能量导致温度升高，容易造成纤维前体的熔化而失去纤维结构。此外，目前常用的纤维收集方法为滚筒法，即纤维聚合物前体收集在滚筒上，存在照射不均匀，热量集中，热量耗散慢和成本高等问题。

发明内容

本申请的目的在于解决了当前无机纤维原丝电子辐照过程中，存在辐照不均匀、热量集中、热量耗散慢和成本高的问题，提供了一种无机纤维原丝交联固化装置。

为实现上述目的，本申请提供了一种无机纤维原丝交联固化装置，包括电子束辐照系统、置于所述电子束辐照系统下并设有透射窗的密闭箱体以及置于所述密闭箱体内并使无机纤维原丝按相同取向排列的网盘收集装置，在所述密闭箱体上设有与真空系统相连的抽真空的气体出口和注入惰性气体的惰性气体入口。

作为本申请的进一步改进，所述真空系统包括与气体出口相连的抽真空单元和与惰性气体入口相连的惰性气体注入单元。

作为本申请的进一步改进，在紧邻所述密闭箱体外侧设置对所述无机纤维原丝进行冷却的冷却系统。

作为本申请的进一步改进，所述冷却系统是通过在所述密闭箱体的外侧设有与冷却介质入口和冷却介质出口相连的密封冷却夹层实现的。

作为本申请的进一步改进，所述冷却介质入口处导入的冷却介质为水、盐水、醇水混合物、油、空气、氩气、氦气、制冷剂中的任意一种。

作为本申请的进一步改进，所述密封冷却夹层内设置管道循环式冷却介质输送通道，管道以S形均匀排布在所述密封冷却夹层内，所述管道一端连接冷却介质入口，另一端连接冷却介质出口。

作为本申请的进一步改进，所述密封冷却夹层内设置隔板循环式冷却介质输送通道，在所述密封冷却夹层内设置间隔排列的隔板，形成便于冷却介质均匀流通的S形通道，S形通道的一端连接冷却介质入口，另一端连接冷却介质出口。

作为本申请的进一步改进，所述密封冷却夹层内设置隔板收敛式冷却介质输送通道，在所述密封冷却夹层内设置按不同方向交叉排列的隔板，形成便于冷却介质收敛式流通的S形通道，通道的一端连接冷却介质入口，另一端连接冷却介质出口。

作为本申请的进一步改进，所述透射窗的材质为钛合金或铍合金，便于电子束透过。