一种气相渗硅用工装制造技术

本实用新型专利技术属于气相渗硅技术领域，公开一种气相渗硅用工装。包括反应室，反应室内壁上设置一圈支撑平台，支撑平台上放置有支撑板，支撑板将反应室内腔分为下部熔硅区和上部反应区两部分，反应室的顶部设有反应室顶盖；所述支撑板上均匀设有若干个硅蒸汽通道，所述支撑板顶部避开硅蒸汽通道开设有放置槽或者所述支撑板顶部避开硅蒸汽通道放置有垫块；所述反应室、反应室顶盖、支撑板、垫块的材质均为等静压石墨，所述反应室的内表面、反应室顶盖的内表面、支撑板表面、垫块表面均设置有碳化硅涂层。本实用新型专利技术中可以有效缓解高温硅蒸汽对反应室和支撑板的侵蚀，能有效解决工装易开裂、使用寿命短的缺点，渗硅效果好，材料性能一致性稳定。致性稳定。致性稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种气相渗硅用工装


[0001]本技术属于气相渗硅
，具体涉及一种气相渗硅用工装。

技术介绍

[0002]碳纤维增强陶瓷基复合材料具有密度低、高温抗氧化性能好、耐腐蚀、是一种新型高温结构材料和功能材料，已经在航空航天领域得到广泛应用。目前，碳纤维增强陶瓷基复合材料的制备工艺常用化学气相渗透（CVI）工艺、先驱体浸渍
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热解（PIP）工艺。化学气相渗透（CVI）工艺和先驱体浸渍
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热解（PIP）工艺的制备过程较复杂，流程较长，相比较，气相渗硅工艺具有制备周期短、成本低等优点。
[0003]气相渗硅生产碳纤维增强陶瓷基复合材料的过程中需要将碳/碳复合材料坯体进行渗硅反应。现有技术的气相渗硅法所用反应室的底面上设置盛放硅粉的坩埚，坩埚内部摆放有若干垫块，垫块的上方放置有待硅化工件坯体。但由于渗硅所需温度较高，坩埚、反应室多采用耐高温的石墨，而高温下石墨会受到硅粉的强烈腐蚀作用，导致坩埚内部增厚、降温开裂、寿命变短，同时因反应室、坩埚的开裂严重影响坯体的渗硅效果，导致生产碳纤维增强陶瓷基复合材料的质量一致性不稳定和生产效率低，且因反应室、坩埚的开裂导致硅粉污染烧结炉炉体。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本技术的目的旨在提供一种气相渗硅用工装。
[0005]为实现上述目的，本技术采取的技术方案如下：
[0006]一种气相渗硅用工装，包括反应室，反应室内壁上设置一圈支撑平台，支撑平台上放置有支撑板，支撑板将反应室内腔分为下部熔硅区和上部反应区两部分，反应室的顶部设有反应室顶盖；所述支撑板上均匀设有若干个硅蒸汽通道，所述支撑板顶部避开硅蒸汽通道开设有放置槽（方便板状待渗硅样品竖向卡入放置槽内）或者所述支撑板顶部避开硅蒸汽通道放置有垫块（方便板状待渗硅样品平放在垫块上）；所述反应室、反应室顶盖、支撑板、垫块的材质均为等静压石墨，所述反应室的内表面、反应室顶盖的内表面、支撑板表面、垫块表面均设置有碳化硅涂层。
[0007]较好地，反应室和反应室顶盖之间设有垫片，避免渗硅过程中反应室中的硅蒸汽外漏，所述垫片的材质为石墨。
[0008]较好地，所述硅蒸汽通道为孔洞、格栅或网格，硅蒸汽通道保证硅蒸汽均匀地通过支撑板，与支撑板上的待渗硅样品反应。
[0009]较好地，所述孔洞为圆形孔、菱形孔、六边形孔或星形孔。
[0010]较好地，所述反应室的外部设有与其形状相适配的外保护壳，外保护壳的顶部设有外保护壳顶盖，以防止反应室开裂导致硅粉污染炉体。
[0011]较好地，外保护壳的内表面、外保护壳顶盖的内表面设置有碳化硅涂层。
[0012]较好地，外保护壳、外保护壳顶盖的材质均为石墨。
[0013]较好地，所述反应室外轮廓呈等径圆柱体。
[0014]本技术中，反应室的内表面、反应室顶盖的内表面、外保护壳的内表面、外保护壳顶盖的内表面、支撑板表面、垫块表面均设置有碳化硅涂层，避免受到高温硅粉侵蚀。
[0015]有益效果：本技术中，反应室和支撑板表面设置碳化硅涂层，可以有效缓解高温硅蒸汽对反应室和支撑板的侵蚀，能有效解决工装易开裂、使用寿命短的缺点，使用本技术工装进行气相渗硅，渗硅效果好，材料性能一致性稳定。
附图说明
[0016]图1：本技术气相渗硅用工装实施方式一（设有放置槽）的结构示意图；
[0017]图2：本技术气相渗硅用工装实施方式二（设有垫块）的结构示意图；
[0018]图3：圆形孔硅蒸汽通道支撑板的俯视图；
[0019]图4：菱形孔硅蒸汽通道支撑板的俯视图；
[0020]图5：六边形孔硅蒸汽通道支撑板的俯视图；
[0021]图6：星形孔硅蒸汽通道支撑板的俯视图；
[0022]图7：格栅形硅蒸汽通道支撑板的俯视图；
[0023]图8：网格形硅蒸汽通道支撑板的俯视图；
[0024]图9：本技术气相渗硅用工装实施方式三（设有放置槽）的结构示意图；
[0025]图10：本技术气相渗硅用工装实施方式四（设有垫块）的结构示意图；
[0026]其中，附图标记为：1
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反应室；2
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支撑板；3
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熔硅区；4
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反应区；5
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反应室顶盖；6
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垫片；7
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外保护壳；8
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外保护壳顶盖；9
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放置槽；10
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待渗硅样品；11
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垫块；201
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圆形孔；202
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菱形孔；203
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六边形孔；204
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星形孔；205
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格栅；206
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网格。
具体实施方式
[0027]以下结合具体实施例，对本技术做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本技术而非用于限制本技术的范围。
[0028]实施例1
[0029]如图1和图3所示，一种气相渗硅用工装，包括反应室1，所述反应室1外轮廓呈等径圆柱体，反应室1内壁上设置一圈支撑平台，支撑平台上放置有支撑板2，支撑板2将反应室1内腔分为下部熔硅区3和上部反应区4两部分，下部熔硅区3和上部反应区4等径，反应室1的顶部设有反应室顶盖5，反应室1和反应室顶盖5之间设有垫片6；所述支撑板2上均匀设有若干个硅蒸汽通道，所述硅蒸汽通道为圆形孔201，所述支撑板2顶部避开硅蒸汽通道开设有放置槽9；反应室1的外部设有与其形状相适配的外保护壳7，外保护壳7的顶部设有外保护壳顶盖8；所述反应室1、反应室顶盖5、支撑板2的材质均为等静压石墨，所述垫片6、外保护壳7、外保护壳顶盖8的材质均为石墨；所述反应室1的内表面、反应室顶盖5的内表面、外保护壳7的内表面、外保护壳顶盖8的内表面、支撑板2表面、垫块11表面均设置有碳化硅涂层。
[0030]本技术工作过程，首先，将硅粉均匀平铺在反应室1的下部熔硅区3，工作人员根据工艺需求将板状待渗硅样品10（碳/碳复合材料板状样品）竖向卡入放置槽9内；然后，将反应室1放置于外保护壳7内，接着将工装整体放置在高温真空炉内，抽炉内真空至100
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500Pa，反应室1、外保护壳7内真空度也随之抽至100
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500 Pa，加热高温真空炉至硅化温度
1600
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1800℃，硅化保温时间为60
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120分钟，硅蒸汽通过硅蒸汽通道进入反应区4，与待渗硅样品10的碳基体反应成碳化硅。
[0031]实施例2
[0032]如图2和图3所示，一种气相渗硅用工装，包括反应室1，所述反应室1外轮廓呈等径圆柱体，反应室1内壁上设置一圈支撑平台，支撑平台上放置有支撑板2，支撑板2将反应室1内腔分为下部熔硅区3和上部反应区4两部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气相渗硅用工装，其特征在于：包括反应室，反应室内壁上设置一圈支撑平台，支撑平台上放置有支撑板，支撑板将反应室内腔分为下部熔硅区和上部反应区两部分，反应室的顶部设有反应室顶盖；所述支撑板上均匀设有若干个硅蒸汽通道，所述支撑板顶部避开硅蒸汽通道开设有放置槽或者所述支撑板顶部避开硅蒸汽通道放置有垫块；所述反应室、反应室顶盖、支撑板、垫块的材质均为等静压石墨，所述反应室的内表面、反应室顶盖的内表面、支撑板表面、垫块表面均设置有碳化硅涂层。2.如权利要求1所述的气相渗硅用工装，其特征在于：反应室和反应室顶盖之间设有垫片，所述垫片的材质为石墨。3.如权利要求1所述的气相渗硅用工装，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：李江涛，张东生，吴恒，姚栋嘉，董会娜，王琰，刘喜宗，牛利伟，
申请(专利权)人：巩义市泛锐熠辉复合材料有限公司，
类型：新型
国别省市：