一种拼接式碳碳保温筒及制作方法技术

本发明专利技术涉及碳碳复合材料技术领域，特别涉及一种拼接式碳碳保温筒及制作方法。包括若干板件，若干所述板件均由板件侧面与板件平面构成，所述板件侧面与板件平面之间设置有切角，若干板件之间通过焊料使用热扩散焊的方式连接，形成保温筒。本发明专利技术还公开了一种拼接式碳碳保温筒的制作方法。本发明专利技术的采用板件热扩散焊的方式连接，其板件的尺寸较整体式的保温筒小很多，并且是平整的结构，在预制体制作和化学气相沉积阶段能够大幅提高生产效率；使用本发明专利技术的的板件热扩散焊的方式连接组合成保温筒，可根据需求，快速生产出不同尺寸的保温筒，提高生产效率；使用热扩散焊接方式能够避免机械连接打孔比较困难，开孔处容易形成应力集中的问题。的问题。的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种拼接式碳碳保温筒及制作方法


[0001]本专利技术涉及碳碳复合材料
，特别涉及一种拼接式碳碳保温筒及制作方法。

技术介绍

[0002]碳/碳复合材料具有高比强度、耐高温、耐腐蚀、抵御外力损伤的能力强、抗热震性能好、导热系数小等优良性能，在提高炉膛利用率和保温节能方面优于高纯等静压石墨材料，是单晶炉、各类高温真空炉/保护气氛炉耐火等使用场景理想的材料。碳碳保温筒用在直拉法单晶炉中，主要用于对炉内进行保温，维持工作温度，降低能源的消耗等。现有的分段式拼接方案中，多采用的是机械连接和粘接。机械连接就是在碳/碳复合材料上打孔，然后采用一些同质或者性能结构类似的材料进行栓接。由于碳/碳复合材料耐磨强度高等特点，打孔比较困难。并且在开孔处容易形成应力集中，这将会对碳/碳复合材料的结构造成破坏。对于粘接，普通的粘接剂不耐高温，而碳/碳复合材料通常的工作环境在很高的温度下，并且普通粘接剂的强度也达不到要求，所以用粘接来实现碳/碳复合材料的连接一般是很少的。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是提供一种拼接式碳碳保温筒及制作方法，以解决
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案为：一种拼接式碳碳保温筒，包括若干板件，若干所述板件均由板件侧面与板件平面构成，所述板件侧面与板件平面之间设置有切角，若干板件之间通过焊料使用热扩散焊的方式连接，形成保温筒。
[0005]优选地，所述板件侧面与板件平面之间的切角为2～9
°
。
>[0006]优选地，所述焊料由质量比为50:50的CaO与Al2O3粉末构成。
[0007]优选地，若干所述板件的长为500mm，宽为80mm，厚度为20mm。
[0008]优选地，一种拼接式碳碳保温筒的制作方法，包括以下步骤：
[0009](1)制作长为500mm，宽为80mm，厚度为20mm的板件，板件侧面与板件平面设置2～9
°
的切角，备用；
[0010](2)将板件侧面用500目的砂纸打磨平整；
[0011](3)制作焊料：用电子天平把CaO和Al2O3粉末按质量百分比50:50称量配比，倒入容器中搅拌均匀，再转加热，保温1h，待冷却到室温后，取出烧结后的块状样品，将其研磨成粉末，再筛成细粉，得焊料，保存备用；
[0012](4)将制备好的焊料与乙醇按2:1比例混合，调制成浆料一；
[0013](5)取硅粉与乙醇按2:1比例混合，调制成浆料二；
[0014](6)将步骤(1)所制作的板件放入乙醇中超声清洗10min后置于干燥箱中干燥1h；
[0015](7)把制备好的浆料二涂到板件的板件侧面上，得到具有涂层一的板件；
[0016](8)待步骤(7)中涂层一干了之后，把浆料一涂在涂层一上，得到具有涂层二的板件；
[0017](9)将若干板件围成所需尺寸的保温筒，使用石墨卡具进行固定，然后整体置于烧结炉中加热到1500℃，保温120min进行热扩散焊的方式连接。
[0018]优选地，在所述步骤(3)中，加热温度为1600℃。
[0019]优选地，所述涂层一与涂层二的厚度均为0.5～1mm。
[0020]优选地，所述CaO粉末为300目，Al2O3粉末为400目。
[0021]优选地，所述硅粉为600目。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0023]1、本专利技术的采用板件热扩散焊的方式连接，其板件的尺寸较整体式的保温筒小很多，并且是平整的结构，在预制体制作和化学气相沉积阶段能够大幅提高生产效率；
[0024]2、使用本专利技术的的板件热扩散焊的方式连接组合成保温筒，可根据需求，快速生产出不同尺寸的保温筒，提高生产效率；
[0025]3、使用热扩散焊接方式能够避免机械连接打孔比较困难，开孔处容易形成应力集中的问题；
[0026]4、通常保温筒局部损坏之后就不能使用了，使用本专利技术的板件热扩散焊接能够很容易的对破损部位进行修复，提高了本专利技术的使用寿命。
附图说明
[0027]图1为本专利技术的结构示意图；
[0028]图2为本专利技术的板件的结构示意图；
[0029]图3为本专利技术被石墨卡具固定后的示意图。
具体实施方式
[0030]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本专利技术，但并不构成对本专利技术的限定。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0031]参照图1
‑
2，一种拼接式碳碳保温筒，包括若干板件3，若干所述板件3均由板件侧面1与板件平面2构成，所述板件侧面1与板件平面2之间设置有2～9
°
的切角，若干板件3之间通过焊料使用热扩散焊的方式连接，形成保温筒。
[0032]板件3的长为500mm，宽为80mm，厚度为20mm。
[0033]一种拼接式碳碳保温筒的制作方法，包括以下步骤：
[0034](1)制作长为500mm，宽为80mm，厚度为20mm的板件3，板件侧面1与板件平面2设置2～9
°
的切角，备用；
[0035](2)将板件侧面1用500目的砂纸打磨平整；
[0036](3)制作焊料：用电子天平把CaO(300目)和Al2O3(400目)粉末按质量百分比50:50称量配比，倒入容器中搅拌均匀，再转加热1600℃，保温1h，待冷却到室温后，取出烧结后的块状样品，将其研磨成粉末，再筛成细粉，得焊料，保存备用；
[0037](4)将制备好的焊料与乙醇按2:1比例混合，调制成浆料一；
[0038](5)取硅粉(600目)与乙醇按2:1比例混合，调制成浆料二；
[0039](6)将步骤(1)所制作的板件3放入乙醇中超声清洗10min后置于干燥箱中干燥1h；
[0040](7)把制备好的浆料二涂到板件3的板件侧面1上，得到具有涂层一的板件3，涂层一厚度为0.5～1mm；
[0041](8)待步骤(7)中涂层一干了之后，把浆料一涂在涂层一上，得到具有涂层二的板件3，涂层二的厚度为0.5～1mm；
[0042](9)将若干板件3围成所需尺寸的保温筒，使用石墨卡具进行固定(如图3所示)，然后整体置于烧结炉中加热到1500℃，保温120min进行热扩散焊的方式连接。
[0043]在上述实施例中，如图3所示，石墨卡具包括直径大于拼接式碳碳保温筒的石墨圆环4，石墨圆环4上等间距设置有至少2个螺栓孔，对应的螺栓孔内均螺纹连接有石墨螺栓6，置于石墨圆环4内侧的石墨螺栓6上活动连接有用于扩大石墨螺栓6与拼接式碳碳保温筒的接触面的石墨顶块5，其主要作用是用于对保温筒进行固定后，进行热扩散焊接。
[0044]本专利技术使用热扩散焊的连接方式，将小块的板件3焊接起来，制成所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种拼接式碳碳保温筒，其特征在于：包括若干板件(3)，若干所述板件(3)均由板件侧面(1)与板件平面(2)构成，所述板件侧面(1)与板件平面(2)之间设置有切角，若干板件(3)之间通过焊料使用热扩散焊的方式连接，形成保温筒。2.根据权利要求1所述的拼接式碳碳保温筒，其特征在于：所述板件侧面(1)与板件平面(2)之间的切角为2～9
°
。3.根据权利要求1所述的拼接式碳碳保温筒，其特征在于：所述焊料由质量比为50:50的CaO与Al2O3粉末构成。4.根据权利要求1所述的拼接式碳碳保温筒，其特征在于：若干所述板件(3)的长为500mm，宽为80mm，厚度为20mm。5.根据权利要求1
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4任一项所述的拼接式碳碳保温筒的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)制作长为500mm，宽为80mm，厚度为20mm的板件(3)，板件侧面(1)与板件平面(2)设置2～9
°
的切角，备用；(2)将板件侧面(1)用500目的砂纸打磨平整；(3)制作焊料：用电子天平把CaO和Al2O3粉末按质量百分比50:50称量配比，倒入容器中搅拌均匀，再转加热，...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱文志，何留阳，范磊，
申请(专利权)人：贵州省紫安新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：