[发明专利]一种气相沉积装置及碳/碳复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种气相沉积装置，其特征在于，包括底座，以及设于所述底座上方的沉积室；

所述底座的下方设有进气口，所述底座的上方设有料板，所述沉积室安装在所述料板上；

所述沉积室包括外筒体，设于所述外筒体顶部的排气口，以及设于所述外筒体内的排气套筒；

所述排气套筒包括内筒和套设在所述内筒外部的套筒，所述内筒与所述套筒围合形成气流通道，且所述套筒的侧壁上设有通气孔；

所述料板上设有第一进气孔，所述第一进气孔位于所述套筒和所述内筒之间，所述第一进气孔环绕所述内筒设置；

所述料板上还设有进气结构，所述进气结构位于所述排气套筒与所述外筒体的内壁之间，

所述进气结构包括进气孔阵列，所述进气孔阵列以所述排气套筒为中心呈放射状分布，

所述进气孔阵列包括第二进气孔和第三进气孔，所述第二进气孔和所述第三进气孔均呈列状布置，且所述第二进气孔与所述第三进气孔之间预留坯体放置位置；

所述进气孔阵列远离所述排气套筒的一侧设有第四进气孔，所述第四进气孔环绕所述进气孔阵列布置。

2.根据权利要求1所述的气相沉积装置，其特征在于，所述套筒的侧壁包括排气区域与无孔区域，所述排气区域与所述无孔区域交替布置，所述通气孔分布在所述排气区域内；

一个所述排气区域对应一个所述进气孔阵列。

3.根据权利要求1所述的气相沉积装置，其特征在于，所述通气孔的直径为20-60mm；

所述第一进气孔的直径为20-60mm；

所述第二进气孔的直径为20-60mm；

所述第三进气孔的直径为20-60mm；

所述第四进气孔的直径为20-60mm。

4.一种碳/碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.准备碳纤维预制体；

b.对碳纤维预制体进行初次石墨化处理，得到碳纤维坯体；

c.对碳纤维坯体进行CVD致密化处理，得到CVD坯体，

CVD致密化处理在权利要求1-3任一项所述的气相沉积装置中进行，

装料时，将碳纤维坯体放置在所述第二进气孔和所述第三进气孔之间预留的所述坯体放置位置上；

d.对CVD坯体进行二次石墨化处理，得到初成品；

e.对初成品进行精加工，得到成品。

5.根据权利要求4所述的碳/碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤c中，CVD致密化处理的碳源气体为天然气或丙烯。

6.根据权利要求5所述的碳/碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述碳源气体的流量为2-5L/(kg.min)。

7.根据权利要求6所述的碳/碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤c中，对碳纤维坯体进行至少两次CVD致密化处理，

且每次CVD致密化处理过程中碳源气体的流量小于前一次CVD致密化处理过程中碳源气体的流量。

8.根据权利要求4至7任一项所述的碳/碳复合材料的制备方法，其特征在于，CVD致密化处理的工艺参数为：炉温为950-1120℃，炉压为3-15kPa；

所述步骤c中，化学气相沉积的总时间为300-500h。

9.根据权利要求4所述的碳/碳复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤b具体为：将碳纤维预制体放入热处理炉，先抽真空，升温至2000-2500℃后保温2-5h，期间氩气保护。