一种筒状碳碳热场材料的制备设备及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种筒状碳碳热场材料的制备设备，包括：料柱工装，在高度方向上平分为互相分隔的第一反应区和第二反应区并分别设置进排气口，且第一反应区和第二反应区包含数量相等的沉积区，单个沉积区的进气区域和出气区域在其轴线方向上错开；进气装置，用于向第一反应区和第二反应区分别通入碳源气体；热场装置，用于提供反应热场，热场装置包括沿其高度方向依次设置并独立调节的三级加热系统，且设置有与料柱工装数量相等的预热工装，单个预热工装设置于单个料柱工装底部以进行进气预热，本发明专利技术通过均匀热场温度、均匀各反应区内碳源气体密度、延长气流路径的方式，提升了碳碳热场材料的生产合格率。本发明专利技术还公开了一种制备方法。方法。方法。

【技术实现步骤摘要】
一种筒状碳碳热场材料的制备设备及制备方法


[0001]本专利技术涉及碳碳热场材料制备
，特别涉及一种筒状碳碳热场材料的制备设备及制备方法。

技术介绍

[0002]筒状碳碳热场材料，如埚帮、导流筒和保温筒等，其相较于石墨热场材料具备更好的耐热冲击性，寿命更长且性价比高，因此作为光伏或半导体行业中的硅单晶拉制设备的到广泛应用。
[0003]在制备筒状碳碳热场材料的过程中，纯CVI(化学气相渗透)工艺对碳纤维损伤最小，相较于液相浸渍工艺能够获得力学强度更高、抗腐蚀性更强的碳碳热场材料，常用的纯CVI工艺主要包括三种，即单料柱低层数(1料柱3层以下)等温等压CVI工艺、多料柱低层数(7料柱3层以下)等温等压CVI工艺和多料柱高层数(7料柱6层以上)等温等压CVI工艺，其由于CVD炉(化学气相沉积炉)的加热及供气系统的限制，难以大批量生产碳碳热场材料，而产量最大的多料柱高层数等温等压CVI工艺时长通常需要600h
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700h，且由于料柱层数较高，料柱高度方向上温场及碳源气体密度不均匀，会导致料柱中各区域产品沉积效果不均匀，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种筒状碳碳热场材料的制备设备，其特征在于，包括：若干个筒状的料柱工装(1)，用于装载原料以进行碳碳热场材料的沉积，所述料柱工装(1)在高度方向上平分为互相分隔的第一反应区(10)和第二反应区(11)，所述第一反应区(10)和所述第二反应区(11)分别设置进排气口，且所述第一反应区(10)和所述第二反应区(11)包含数量相等的、用于装载原料的沉积区(12)，单个所述沉积区(12)的进气区域和出气区域在其轴线方向上错开；进气装置(2)，包含多对成对设置的第一进气管(20)和第二进气管(21)，所述第一进气管(20)用于向所述第一反应区(10)通入碳源气体，所述第二进气管(21)用于向所述第二反应区(11)通入所述碳源气体；热场装置(3)，用于提供反应热场，所述热场装置(3)包括沿其高度方向依次设置并独立调节的下区炉底加热器(30)，中区炉身加热电极(31)和上区炉身加热电极(32)，所述热场装置(3)内设置有与所述料柱工装(1)数量相等的预热工装(4)，单个所述预热工装(4)设置于单个所述料柱工装(1)底部，以将进入所述料柱工装(1)内的所述碳源气体预热至其裂解温度范围。2.如权利要求1所述的制备设备，其特征在于，所述第二反应区(11)高于所述第一反应区(10)，所述料柱工装(1)包括通气管(13)，所述通气管(13)沿所述第一反应区(10)的中心轴线位置穿过所述第一反应区(10)设置，且所述通气管(13)的进气端与所述第二进气管(21)连通，所述通气管(13)的出气端设置于所述第二反应区(11)的底部。3.如权利要求2所述的制备设备，其特征在于，所述第一反应区(10)的底部设置有料柱底盘(101)，所述通气管(13)穿过所述料柱底盘(101)，且所述料柱底盘(101)上开设有通气孔(1010)，所述通气孔(1010)用于供所述第一进气管(20)向所述第一反应区(10)供气。4.如权利要求3所述的制备设备，其特征在于，所述第一反应区(10)和所述第二反应区(11)通过出气环(14)密封分隔，且所述出气环(14)在朝向所述第一反应区(10)的周圈上均匀开设有连通所述第一反应区(10)的内外区域的排气孔(141)。5.如权利要求1所述的制备设备，其特征在于，单个所述沉积区(12)包含内模(15)和间隔套设于所述内模(15)外周的外模(16)，且单个所述沉积区(12)包括在高度方向上位于两端的顶板(121)和底板(122)，所述顶板(121)高于所述底板(122)；所述顶板(121)在中心圆形区域内开孔，所述底板(122)在边缘环形区域内开孔，且所述边缘环形区域位于所述内模(15)和所述外模(16)之间的间隔区域，所述中心圆形区域的直径小于所述边缘环形区域的内径。6.如权利要求5所述的制备设备，其特征在于，所述内模(15)和所述外模(16)之间由内向外依次套设有内层埚帮(17)、外层埚帮(18)和保温筒(19)。7.如权利要求1所述的制备设备，其特征在于，还包括设置于所述热场装置(3)顶部的炉盖装置(5)，所述炉盖装置(5)包括集气罩(50)，所述集气罩(50)用于集中并导流所述热场装置(3)内排出的气体，所述集气罩(50)在任一所述料柱工装(1)的轴线所在直线上设置有出气口(501)。8.如权利要求7所述的制备设备，其特征在于，还包括与所述集气罩(50)的排气端连通的尾气处理装置(6)，所述尾气处理装置(6)包括：冷却装置(60)，包括用于进行尾气冷却，并冷凝尾气中焦油的两组串联设置的气体冷
凝器(601)；除尘装置(61)，包括用于过滤碳粉的布袋除尘器(611)，所述布袋除尘器(611)内部阵列设置多个装有活性炭的小型除尘布袋；真空泵组(62)，设置于所述除尘装置(61)下游，用于驱动所述热场装置(3)的尾气流经所述冷却装置(60)和所述除尘装置(61)。9.如权利要求8所述的制备设备，其特征在于，所述气体冷凝器(601)内置有用于延长气体行程并增大换热面积的螺旋片(6010)或水冷蜂窝，且每个所述气体冷凝器(601)底部设置有用于存放冷凝后的焦油的容置腔(6011)。10.如权利要求1所述的制备设备，其特征在于，所述预热工装(4)包括：尺寸相同的第一预热板(40)和第二预热板(41)，多个所述第一预热板(40)和所述第二预热板(41)交叉层叠并间隔设置，所述第一预热板(40)包括第一环形区域(401)，所述第二预热板(41)包括第二环形区...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐伟，杨小刚，万鹏远，
申请(专利权)人：上饶中昱新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：