一种碳碳复合材料沉积工装制造技术

本申请涉及碳碳复合材料制备领域，尤其涉及一种碳碳复合材料沉积工装，其包括聚气筒、预热器和多块气体分布器；预热器包括底盘和至少两块带孔的加热板，相邻两块加热板之间形成一个用于加热碳源气体的加热空腔，气体分布器上布设有分配孔。通过采用上述技术方案，碳源气体穿过预热器内的加热空腔，从而实现对碳源气体的提前加热，使得进入聚气筒内的碳源气体的温度升高，从而延长碳源气体在炉内的停留时间，提高碳热解反应的活化能，为高效碳热解反应创造条件，此外，将预制体放置于聚气筒中，聚气筒的侧壁能够避免碳源气体向四周扩散，使碳源气体集中在聚气筒中，从而使得预制体与碳源气体充分接触，进而提高碳碳复合材料的制备效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种碳碳复合材料沉积工装


[0001]本申请涉及碳碳复合材料制备领域，尤其是涉及一种碳碳复合材料沉积工装。

技术介绍

[0002]碳碳复合材料是碳纤维及其织物增强的碳基体复合材料，具有低密度、高强度、高比模量、高导热性、低膨胀系数、摩擦性能好、抗热冲击性能好以及尺寸稳定性高等优点，广泛应用于光伏、航空航天、交通领域。
[0003]碳碳复合材料主要是由碳布、碳纤维、网胎作为增强体（简称预制体），气相沉积碳作为基体经过复合制成，气相沉积碳是在化学气相渗透(CVI)炉内将碳源气体（甲烷、丙烯或天然气）扩散进入预制体空隙内，经高温分解成碳并沉积在预制体空隙内。
[0004]化学气相渗透(CVI)增密过程中，先将预制体放置于化学气相渗透(CVI)炉内，并将碳源气体经由输气管直接输送至炉内，从而碳源气体在炉内的高温环境下分解成碳并沉积在预制体空隙内。
[0005]针对上述中的相关技术，专利技术人认为在CVI增密过程中，将碳源气体直接通入CVI炉内时，碳源气体的温度低于碳热解温度，从而碳源气体在进入炉内时不能及时分解成碳，需要在炉内加热一段时间，但由于CVI炉采用负压上排气方式，碳源气体在不断朝向出气口运动，从而导致碳源气体在炉内的分解时间缩短，不能完全分解时就排出炉外，不仅造成资源浪费，而且影响碳碳复合材料的制备效率。

技术实现思路

[0006]为了提高碳碳复合材料的制备效率，本申请提供一种碳碳复合材料沉积工装。
[0007]本申请提供的一种碳碳复合材料沉积工装采用如下的技术方案：r/>[0008]一种碳碳复合材料沉积工装，包括聚气筒和预热器；所述聚气筒顶端设有盖板，所述盖板上开设有排气口；所述预热器设置于所述聚气筒底部，所述预热器包括底盘和至少两块带孔的加热板；所述底盘放置于CVI炉腔底部，所述底盘上连接有进气管，所述进气管与输气管连通，所述加热板连接于所述底盘上，且相邻两块所述加热板之间形成一个用于加热碳源气体的加热空腔。
[0009]通过采用上述技术方案，碳源气体穿过预热器内的加热空腔，从而实现对碳源气体的提前加热，使得进入聚气筒内的碳源气体的温度升高，从而延长碳源气体在炉内的停留时间，提高碳热解反应的活化能，为高效碳热解反应创造条件，且将预制体放置于聚气筒中，聚气筒的侧壁能够避免碳源气体向四周扩散，使碳源气体集中在聚气筒中，从而使得预制体与碳源气体充分接触，进而提高碳碳复合材料的制备效率。
[0010]可选的，预热器中相邻两块所述加热板之间设置有环形连接件，所述加热板的轴向端面上开设有供所述环形连接件嵌入的环形凹槽。
[0011]通过采用上述技术方案，相邻两块加热板之间采用止口的方式进行连接，不仅方便调整加热板的位置从而使上、下加热板上的孔对齐，且能够使相邻两块加热板之间形成
一个加热空腔，从而提高对于碳源气体的加热效率。
[0012]可选的，所述加热板上开设有至少两个定位孔。
[0013]通过采用上述技术方案，利用定位孔便于使相邻两块加热板上的加热孔对齐，从而使上、下加热孔能够保持垂直，使得碳源气体能够直接向上运动，提高碳源气体向上扩散的速率。
[0014]可选的，所述聚气筒包括多个同轴设置的环接段，相邻两个所述环接段可拆卸连接。
[0015]通过采用上述技术方案，聚气筒由多个同轴设置的环接段构成，且相邻两个环接段可拆卸连接，从而便于出装炉操作。
[0016]可选的，所述聚气筒内连接有多块气体分布器，所述气体分布器上布设有分配孔。
[0017]通过采用上述技术方案，气体分布器不仅能够作为放置预制体的载体，且气体分布器上的分配孔能够调节碳源气体的流向与流速。
[0018]可选的，所述进气管与输气管承插连接。
[0019]通过采用上述技术方案，采用承插方式连接，便于安装。
[0020]可选的，所述聚气筒的材质为碳碳复合材料或石墨。
[0021]通过采用上述技术方案，采用碳/碳复合材料或石墨材质，能够使聚气筒在高温状态下长时间使用。
[0022]可选的，所述加热板材质为碳/碳复合材料或石墨。
[0023]通过采用上述技术方案，采用碳/碳复合材料或石墨材质，能够使加热板在高温状态下长时间使用。
[0024]综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
[0025]1.设计的碳碳复合材料沉积工装，碳源气体穿过预热器内的加热空腔，从而实现对碳源气体的提前加热，使得进入聚气筒内的碳源气体的温度升高，从而延长碳源气体在炉内的停留时间，提高碳热解反应的活化能，为高效碳热解反应创造条件，且将预制体放置于聚气筒中，聚气筒的侧壁能够避免碳源气体向四周扩散，使碳源气体集中在聚气筒中，从而使得预制体与碳源气体充分接触，进而提高碳碳复合材料的制备效率；
[0026]2.设计的碳碳复合材料沉积工装，相邻两块加热板之间采用止口的方式进行连接，不仅方便调整加热板的位置从而使上、下加热板上的孔对齐，且能够使相邻两块加热板之间形成一个加热空腔，从而提高对于碳源气体的加热效率；
[0027]3.设计的碳碳复合材料沉积工装，气体分布器不仅能够作为放置预制体的载体，且气体分布器上的分配孔能够调节碳源气体的流向与流速。
附图说明
[0028]图1是本申请实施例的一种碳碳复合材料沉积工装的整体结构示意图。
[0029]图2是图1的剖视图。
[0030]附图标记说明：1、聚气筒；11、盖板；12、排气口；13、环接段；2、预热器；21、底盘；22、加热板；221、环形凹槽；222、定位孔；23、进气管；24、环形连接件；3、输气管；4、气体分布器；41、分配孔；5、预制体。
具体实施方式
[0031]以下结合附图1
‑
2对本申请作进一步详细说明。
[0032]本申请实施例公开一种碳碳复合材料沉积工装。
[0033]参照图1和图2，碳碳复合材料沉积工装的材质为碳碳复合材料，碳碳复合材料沉积工装包括聚气筒1、预热器2以及气体分布器4。
[0034]参照图2，聚气筒1的顶端同轴嵌设有盖板11，且盖板11上开设有排气口12；聚气筒1包括4个环接段13，4个环接段13同轴设置，且相邻两个环接段13搭接在一起。
[0035]参照图1和图2，预热器2包括底盘21和两块带孔的加热板22，底盘21底壁上装配有一根进气管23，加热板22和底盘21之间的空腔与进气管23内腔连通，且进气管23远离底盘21的一端与输气管3承插连接。
[0036]参照图2，底盘21放置于CVI炉腔内底部，两块加热板22同轴设置于底盘21上方，且两块加热板22平行设置，两块加热板22之间形成一个用于加热碳源气体的加热空腔；两块加热板22之间同轴设置有环形连接件24，环形连接件24的径向截面为T型，且上方加热板22的下端面上与下方加热板22的上端面上均开设有供环形连接件24嵌入的环形凹槽221；加热板22上开设有四个定位孔222，四个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳碳复合材料沉积工装，其特征在于：包括聚气筒(1)和预热器(2)；所述聚气筒(1)顶端设有盖板(11)，所述盖板(11)上开设有排气口(12)；所述预热器(2)设置于所述聚气筒(1)底部，所述预热器(2)包括底盘(21)和至少两块带孔的加热板(22)；所述底盘(21)放置于CVI炉腔底部，所述底盘(21)上连接有进气管(23)，所述进气管(23)与输气管(3)连通，所述加热板(22)连接于所述底盘(21)上，且相邻两块所述加热板(22)之间形成一个用于加热碳源气体的加热空腔。2.根据权利要求1所述的碳碳复合材料沉积工装，其特征在于：预热器(2)中相邻两块所述加热板(22)之间设置有环形连接件(24)，所述加热板(22)的轴向端面上开设有供所述环形连接件(24)嵌入的环形凹槽(221)。3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志保，樊乾国，李晓天，申超飞，侯光远，贾武林，孙勇，
申请(专利权)人：陕西美兰德炭素有限责任公司，
类型：新型
国别省市：