[实用新型]一种用于反应熔体浸渗的工艺装置

说明书

本实用新型提供了一种用于反应熔体浸渗的工艺装置，包括：坩埚Ⅰ，至少一个坩埚Ⅱ，盖板和顶板；坩埚Ⅰ和坩埚Ⅱ均为石墨材质的圆筒状顶部开口结构，坩埚Ⅰ放置于工艺装置的最底部，其顶部开口处放置有盖板，上方依次放置坩埚Ⅱ和盖板，位于最上端坩埚Ⅱ的盖板上放置有顶板；每层盖板的中心开设有圆形通气孔，每层盖板上端放置有石墨纸，且石墨纸上铺设有碳粉，用于在采用工艺装置进行RMI工艺的过程中，将从通气孔溢散发出来的硅蒸气及时吸收。本实用新型实施例的技术方案解决了现有用于RMI工艺的工装为敞口石墨坩埚，从而导致硅蒸气腐蚀后易开裂，使用寿命短的问题，以及硅蒸气从反应室逸散到高温炉内部腐蚀高温炉发热体及元器件的问题。

技术领域

本实用新型涉及反应熔体浸渗法制备复合材料技术领域，尤其是涉及一种用于反应熔体浸渗的工艺装置。

背景技术

反应熔体浸渗法(Reaction Melt Infiltration，RMI)是一种简单快捷、产品致密化周期短、残余孔隙率小、成本低、近净成形制备C/C-SiC等复合材料的工艺。该RMI工艺是通过CVI(化学气相渗透)等方法先制备出多孔的C/C复合材料，再通过反应熔体浸渗工艺进行基体改性处理，熔融硅等在毛细管力作用下渗入多孔C/C复合材料内部，与基体碳反应生成SiC等物相。

目前，RMI工艺采用的工装为常规的敞口石墨坩埚，该石墨坩埚的缺点是硅蒸气腐蚀后易开裂，使用寿命短；另外，反应室多余的硅蒸气易扩散到高温炉炉膛内部，对发热体、保温碳毡等炉体结构产生腐蚀造成设备短路，导致电子元器件易损坏，设备运行状态不稳定，故障率高，增加了设备的维护使用成本。

实用新型内容

本实用新型的目的：本实用新型实施例提供一种用于反应熔体浸渗的工艺装置，以解决现有用于RMI工艺的工装为敞口石墨坩埚，从而导致硅蒸气腐蚀后易开裂，使用寿命短的问题，以及硅蒸气从反应室逸散到高温炉内部腐蚀高温炉发热体及元器件的问题。

本实用新型的技术方案为：本实用新型实施例提供一种用于反应熔体浸渗的工艺装置，包括：坩埚Ⅰ1，至少一个坩埚Ⅱ3，盖板2和顶板8；

其中，所述坩埚Ⅰ1和坩埚Ⅱ3均设置为石墨材质的圆筒状顶部开口结构，坩埚Ⅰ1放置于工艺装置的最底部，坩埚Ⅰ1的顶部开口处放置有盖板2，上方依次放置坩埚Ⅱ3和盖板2，位于最上端坩埚Ⅱ3的盖板2上放置有顶板8；

每层所述盖板2的中心开设有圆形通气孔9，每层盖板2上端放置有石墨纸4，且石墨纸4上铺设有碳粉7，用于在采用所述工艺装置进行RMI工艺的过程中，将从通气孔9溢散发出来的硅蒸气及时吸收。

可选地，如上所述的用于反应熔体浸渗的工艺装置中，

所述坩埚Ⅰ1和每个坩埚Ⅱ3的顶端为环形开口结构，环形开口结构的圆周边缘设置有环状阶梯槽，用以安装盖板2；

放置于所述坩埚Ⅰ1和每个坩埚Ⅱ3上放置的盖板2底部圆周边缘设有与相应坩埚进行配合安装的阶梯槽，使得坩埚Ⅰ1与配合使用的盖板2内部形成独立的反应室Ⅰ1a，且每个坩埚Ⅱ3与配合使用的盖板2内部形成独立的反应室Ⅱ3a。

可选地，如上所述的用于反应熔体浸渗的工艺装置中，

每个所述盖板2顶端的圆周边缘设有环形凸台，其通气孔9周边设置有等高的环形凸台，用于在两个环形凸台之间放置石墨纸4和碳粉7。

可选地，如上所述的用于反应熔体浸渗的工艺装置中，

每个所述坩埚Ⅱ3的底端设置有5～10道环形凸台6，用于阻止并降低硅蒸气的溢出速率，增加碳粉7与硅蒸气的反应时间，减少扩散进入炉膛内部的硅蒸气。

可选地，如上所述的用于反应熔体浸渗的工艺装置中，

所述环形凸台的数量根据坩埚Ⅱ3的直径进行配置，且环形凸台的高度为6mm，宽度为5mm，角度为45°。