化学气相沉积炉及化学气相沉积设备制造技术

本实用新型专利技术提供一种化学气相沉积炉，包括：炉体，进料口，出料口，进气口，出气口和设置于炉体内部的搅拌结构。本实用新型专利技术还包括一种化学气相沉积设备，所述设备包括本实用新型专利技术所述的化学气相沉积炉，与所述化学气相沉积炉的进料口可拆卸连接的原料仓，和与所述化学气相沉积炉的出料口可拆卸连接的成品仓。本实用新型专利技术通过在化学气相沉积炉内设置搅拌结构，使得物料在炉腔内反复移动，实现均匀的碳包覆；通过将原料仓和成品仓设置为可密封拆卸，实现半连续化生产，提高了生产效率。

CVD furnace and CVD equipment

【技术实现步骤摘要】
化学气相沉积炉及化学气相沉积设备
本技术涉及化学气相沉积设备
，具体涉及化学气相沉积炉及化学气相沉积设备。
技术介绍
化学气相沉积法是制备碳包覆复合材料的主要方法之一，它是通过将烃类等碳源气体通入沉积炉内，在高温下碳源气体发生热解，产生的热解碳在待包覆材料表面沉积，最终在待包覆材料表面形成包覆层，从而得到碳包覆复合材料，具有工艺简单、适用于规模化生产等特点。传统的化学气相沉积炉，需沉积的原料通常为静态的，由于碳源气体在炉内压差分布不均匀，使得碳源气体在表层原料和内部原料上沉积的浓度有差异，从而导致包覆不均匀。例如，在表层原料上沉积的热解碳会阻碍碳源气体向内部原料的扩散，由此出现内部原料的沉积效果差的缺陷。解决该问题的方法之一，是停炉后进行倒炉操作，然后再次启动沉积炉进行沉积，但该方法费时费力，导致生产效率低下。为了解决上述问题，中国专利技术专利申请CN107829078A公开了一种改进的气相沉积炉，其通过在炉体内设置由粗管和设置在粗管内并与粗管走向一致的细管构成的进气管，使得气体同时由细管和粗管进入炉体内不同高度位置，使产品受气均匀。该方法仅在一定程度上缓解了炉内不同高度位置的气体分布不均匀现象，对于改善气体径向分布的作用不大。中国专利技术专利申请CN108048817A公开了一种化学气相沉积炉，其通过设置在沉积室顶盖上的气压调节环，以调节产品内侧和外侧的气压，使得碳源气体强行进入产品内侧。该方法受到产品几何形状的限制，仅适用于柱形的多孔产品。此外，现有的化学气相沉积炉大多为非连续性的装置，生产过程中，每次升温、沉积结束后，需要降温后重新加料，才能进行下一沉积操作。由于升温、降温过程的时间较长，因此设备稼动率非常低，也导致生产效率低下。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本技术提供一种化学气相沉积设备，一方面，通过在炉体内设置搅拌结构，使得物料在炉腔内反复移动，解决炉腔内气体分布不均的问题，使得材料获得均匀的碳包覆；另一方面，通过将原料仓和成品仓设置为可密封拆卸，炉体和原料仓、成品仓之间可采用输送系统，从而实现半连续化生产，提高了生产效率。为此，本技术一种化学气相沉积炉，所述化学气相沉积炉包括：炉体，进料口，出料口，进气口，出气口和设置于炉体内部的搅拌结构。在一个或多个实施方案中，所述搅拌结构包括设置在炉体内部空间的搅拌结构、设置在炉体内壁上的搅拌结构、或两者。在一个或多个实施方案中，所述化学气相沉积炉还包括设置在炉体外部的驱动装置，所述驱动装置包括驱动炉体自身转动的驱动装置、驱动所述设置在炉体内部空间的搅拌结构转动的驱动装置、或两者。在一个或多个实施方案中，所述设置在炉体内部空间的搅拌结构为沿着炉体中心轴线方向延伸的有轴螺旋叶片。在一个或多个实施方案中，所述设置在炉体内壁上的搅拌结构为沿着炉体中心轴线方向延伸的螺旋叶片或炉体径向上规则或不规则的突起。在一个或多个实施方案中，在垂直于炉体中心轴线的截面上，所述有轴螺旋叶片的中心到其叶片外沿的距离为炉体中心轴线到炉体内壁的距离的30-90％。在一个或多个实施方案中，所述设置在炉体内壁上的搅拌结构与炉体一体成型，在垂直于炉体中心轴线的截面上，其最大高度为炉体中心轴线到炉体内壁的距离的10-40％。在一个或多个实施方案中，所述进气口和出气口设置在炉体两端，为两个与炉体一体成型的向外凸出的管路，所述管路的中心轴位于炉体的中心轴线上。本技术还提供一种化学气相沉积设备，所述化学气相沉积设备包括：本技术任一实施方案所述的化学气相沉积炉；与所述化学气相沉积炉的进料口可拆卸连接的原料仓；和与所述化学气相沉积炉的出料口可拆卸连接的成品仓。在一个或多个实施方案中，所述化学气相沉积设备还包括：与所述化学气相沉积炉的进气口可拆卸连接的进气管；用于连接所述进气管与炉体的机械密封接头；与所述化学气相沉积炉的出气口可拆卸连接的出气管；用于连接所述出气管与炉体的机械密封接头；任选的通过所述进气管与炉体气密性连通的气体混合器；和任选的通过所述出气管与炉体气密性连通的尾气吸收罐。在一个或多个实施方案中，所述原料仓与炉体之间的连接管路内设有输送装置及设置在该连接管路外部的用于驱动该输送装置运转的驱动装置；所述连接管路上设有控制阀，分别用于控制所述连接管路与所述原料仓之间的连通以及所述连接管路与所述炉体之间的连通。在一个或多个实施方案中，所述成品仓与炉体之间的连接管路内设有输送装置及设置在该连接管路外部的用于驱动该输送装置运转的驱动装置；所述连接管路上设有控制阀，分别用于控制所述连接管路与所述成品仓之间的连通以及所述连接管路与所述炉体之间的连通。在一个或多个实施方案中，所述原料仓与炉体之间的连接管路内设置的输送装置以及所述成品仓与炉体之间的连接管路内设置的输送装置为螺杆输送装置。本技术的积极效果在于，使用本技术的化学气相沉积炉，物料进入炉体后在炉体和搅拌结构的带动下能在炉腔内反复移动，动态的物料与碳源气体均匀接触，裂解碳在物料表面均匀沉积，从而实现均匀的碳包覆；此外，本技术的化学气相沉积炉的原料仓和成品仓能够各自独立地密封和拆卸，实现了在沉积反应过程中进行原料装填和成品卸取，避免了重启反应前后进行升降温的时间耗费，大大提高了生产效率。附图说明图1为本技术实施例的化学气相沉积炉的结构示意图。图2为搅拌结构的示意性结构。图3为螺旋叶片的示意性结构。图4为炉体的纵向剖面图。附图标记说明如下：1-进气口；2-进气口；3-气体混合器；4-控制阀；5-原料仓；6-输送器；7-驱动装置；8-炉体；9-设置在炉体内壁上的搅拌结构；10-设置在炉体中心轴线上的搅拌结构；11-驱动装置；12-成品仓；13-尾气吸收罐；14-尾气管道。具体实施方式本技术通过在化学气相沉积炉体内设置搅拌结构(尤其是同时在炉体内壁上及炉体中心轴线上设置搅拌结构)，可以实现物料传输与物料混匀两项功能，动态的物料与反应气体均匀接触，从而实现均匀的反应。此外，本技术的化学气相沉积炉的原料仓和成品仓都可设置为密封状态，可各自独立地密封和拆卸；通过气体交换，可实现保护气保护，使得物料不与空气接触。具体而言，本技术提供的化学气相沉积炉包括：炉体，进料口，出料口，进气口，出气口和设置于炉体内部的搅拌结构。炉体可以是各种尺寸、各种形状，可以是常规的化学气相沉积炉的炉体。进气口和出气口通常设置在炉体两端。通常，这两个开口的中心位于炉体的中心轴线上。在某些实施方案中，进气口和出气口分别设置成与炉体一体成型的向外凸出的管路。进料口和出料口分别设置在炉体两端侧面上，分别用于与原料仓和成品仓连通。所述两个开口尽可能地靠近炉体的两端。例如，当安装上本技术所述的输送器后，所述炉体两侧的开口的设置使得所述输送器的外侧恰好与炉体的端面持平。通常，从炉体的纵向剖面看，所述进料口和出料口优选对称设置在中心轴线的两侧。通常，进料口设置在进气口一侧，出料口设置在出气口一侧。设置在炉体内部的搅拌结构用于带动进入炉体的物料在炉腔内反复移动，使动态的物料与反应气体均匀接触。该搅拌结构可以是设置在炉体中心轴线上与炉体同轴的搅拌结构，或者是设置在炉体内壁上的搅拌结构，或者同时包括设置在炉体中心轴线上与炉体同轴的搅拌结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种化学气相沉积炉，其特征在于，所述化学气相沉积炉包括：炉体，进料口，出料口，进气口，出气口和设置于炉体内部的搅拌结构；其中，所述进料口和出料口分别设置在炉体两端侧面上，所述进气口和出气口分别设置在炉体两端。

【技术特征摘要】
1.一种化学气相沉积炉，其特征在于，所述化学气相沉积炉包括：炉体，进料口，出料口，进气口，出气口和设置于炉体内部的搅拌结构；其中，所述进料口和出料口分别设置在炉体两端侧面上，所述进气口和出气口分别设置在炉体两端。2.如权利要求1所述的化学气相沉积炉，其特征在于，所述搅拌结构包括设置在炉体内部空间的搅拌结构、设置在炉体内壁上的搅拌结构、或两者。3.如权利要求2所述的化学气相沉积炉，其特征在于，所述化学气相沉积炉还包括设置在炉体外部的驱动装置，所述驱动装置包括驱动炉体自身转动的驱动装置、驱动所述设置在炉体内部空间的搅拌结构转动的驱动装置、或两者。4.如权利要求2所述的化学气相沉积炉，其特征在于，所述设置在炉体内部空间的搅拌结构为沿着炉体中心轴线方向延伸的有轴螺旋叶片；所述设置在炉体内壁上的搅拌结构为沿着炉体中心轴线方向延伸的螺旋叶片或炉体径向上规则或不规则的突起。5.如权利要求4所述的化学气相沉积炉，其特征在于，在垂直于炉体中心轴线的截面上，所述有轴螺旋叶片的中心到其叶片外沿的距离为炉体中心轴线到炉体内壁的距离的30-90％；所述设置在炉体内壁上的搅拌结构与炉体一体成型，在垂直于炉体中心轴线的截面上，其最大高度为炉体中心轴线到炉体内壁的距离的10-40％。6.如权利要求1所述的化学气相沉积炉，其特征在于，所述进气口和出气口设置在炉体两端，为两个与炉体一体成型的向外凸出的管路，所述管路的中心轴位于炉体的中心...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱伟杰，顾志强，戴建庭，董宁，李强，
申请(专利权)人：中化国际控股股份有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31