本发明专利技术公开了一种发热筒装置及其制备方法。上述的发热筒装置包括一端开口且另一端封闭的筒状结构，所述筒状结构包括开口端、封闭端以及位于所述开口端与所述封闭端之间的中间区域，所述开口端的制备材料为第一纤维料，所述封闭端的制备材料为第一纤维料，所述中间区域的制备材料为第二纤维料，所述第一纤维料包括质量百分比为60％～85％碳纤维以及15％～40％的热固性固化剂，所述第二纤维料包括质量百分比为30％～60％碳纤维以及40％～70％的热固性固化剂。上述的发热筒装置能够减小感应加热带来的温度梯度差异等问题，使退火炉获得稳定、均匀的热场，减小碳化硅晶体的热应力，增大产量，进而降低成本。进而降低成本。进而降低成本。
【技术实现步骤摘要】
发热筒装置及其制备方法
[0001]本专利技术涉及材料
，特别是涉及一种发热筒装置及其制备方法。
技术介绍
[0002]目前碳化硅退火工艺一般采用感应加热的方式，即在发热筒的感应线圈中通入中高频交流电，通过发热筒感应发热对坩埚内需要退火的晶体进行加热，坩埚内热场需要达到稳定、均匀的状态。受限于传统的发热筒结构，一般坩埚内难以保证均匀、稳定的热场范围，且传统的发热筒结构一次操作只能对1
‑
3块晶体进行退火，退火效率低。另外传统的发热筒采用的是石墨发热筒，它的优点是具有优良的导电、导热性能，但其缺点也比较明显，石墨发热筒导热性能随温度升高而降低，当炉子处于高温运行，石墨发热筒壁厚体积又大时，发石墨发热筒表面与其中心温差大，导致产生较大的热应力，出现石墨发热筒开裂，并且石墨发热筒在高温下长时间运行，会增大挥发速度，进而减少石墨发热筒使用寿命，导致其机械强度降低。
技术实现思路
[0003]基于此，针对传统的石墨发热筒存在的如下问题：1、加热过程中造成的温场不均匀导致中间位置会比两端位置的温度高，易于产生较大的热应力而出现开裂；2、挥发速度大，机械强度降以及使用寿命低；3、石墨发热筒产生的热场可利用范围占比小、单次退火效率低，本专利技术一实施例提供了一种发热筒装置。上述的发热筒装置能够减小感应加热带来的温度梯度差异等问题，使退火炉获得稳定、均匀的热场，减小碳化硅晶体的热应力，增大产量，进而降低成本。
[0004]一种发热筒装置，包括一端开口且另一端封闭的筒状结构，所述筒状结构包括包括开口端、封闭端以及位于所述开口端与所述封闭端之间的中间区域，所述开口端的制备材料为第一纤维料，所述封闭端的制备材料为第一纤维料，所述中间区域的制备材料为第二纤维料，所述第一纤维料包括质量百分比为60％～85％碳纤维以及15％～40％的热固性固化剂，所述第二纤维料包括质量百分比为30％～60％碳纤维以及40％～70％的热固性固化剂。
[0005]在其中一些实施例中，所述热固性固化剂包括热固性树脂与溶解剂，所述热固性树脂与所述溶解剂的质量比为5:1～8:1。
[0006]在其中一些实施例中，所述热固性树脂选自酚醛树脂和环氧树脂中的一种或多种。
[0007]在其中一些实施例中，所述溶解剂选自甲醇、乙醇或糠醇中的一种或多种。
[0008]在其中一些实施例中，所述开口端、所述封闭端以及所述中间区域的质量比为1:1:2～4。
[0009]在其中一些实施例中，所述发热筒装置还包括涂层，所述涂层通过化学气相沉积法沉积于所述筒状结构的表面。
[0010]在其中一些实施例中，所述碳纤维的长度为100μm～30mm。
[0011]本专利技术的另一目的还在于提供一种发热筒装置的制备方法。
[0012]一种发热筒装置的制备方法，包括如下步骤：
[0013]步骤1：在模具中依次加入第一纤维料、第二纤维料以及第一纤维料，使得模具中由下至上依次分布有第一纤维料、第二纤维料以及第一纤维料；
[0014]步骤2：对模具中的第一纤维料、第二纤维料以及第一纤维料冷压成型制成粗坯；
[0015]步骤3：对所述粗坯固化干燥处理形成碳纤维毛坯；
[0016]步骤4：对所述碳纤维毛坯进行碳化处理；
[0017]步骤5、对碳化处理后的所述碳纤维毛坯进行机加工得到一端开口且另一端封闭的筒状结构；
[0018]步骤6、对所述筒状结构进行化学气相沉积制作涂层；以及
[0019]步骤7、对所述筒状结构进行石墨化处理。
[0020]在其中一些实施例中，还包括如下步骤8：对石墨化处理后的所述筒状结构进行机加工，达到预设标准尺寸；对机加工后的筒状结构进行纯化处理。
[0021]在其中一些实施例中，所述固化干燥处理时，干燥温度为130℃～200℃，干燥时间为1～10h。
[0022]在其中一些实施例中，所述碳化处理时，碳化温度为800℃～1200℃，碳化时间为1～10h。
[0023]在其中一些实施例中，所述石墨化处理时，石墨化温度为1800℃～2400℃，时间为2～10h。
[0024]上述的发热筒装置能够减小感应加热带来的温度梯度差异等问题，使退火炉获得稳定、均匀的热场，减小碳化硅晶体的热应力，增大产量，进而降低成本。上述的发热筒装置，设置开口端、封闭端的制备材料为第一纤维料，中间区域的制备材料为第二纤维料，第一纤维料包括质量百分比为60％～85％碳纤维以及15％～40％的热固性固化剂，第二纤维料包括质量百分比为30％～60％碳纤维以及40％～70％的热固性固化剂，发热筒装置的中间区域的碳纤维含量低于开口端与封闭端的碳纤维含量，能够减小感应加热带来的温度梯度差异等问题，使退火炉获得稳定、均匀的热场，减小碳化硅晶体的热应力，增大产量。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对本领域技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]为了更完整地理解本申请及其有益效果，下面将结合附图来进行说明。其中，在下面的描述中相同的附图标号表示相同部分。
[0027]图1为本专利技术一实施例所述的发热筒装置剖视示意图。
[0028]附图标记说明
[0029]10、发热筒装置；101、开口端；102、封闭端；103、中间区域。
具体实施方式
[0030]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。
[0031]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0032]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0033]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种发热筒装置，其特征在于，包括一端开口且另一端封闭的筒状结构，所述筒状结构包括开口端、封闭端以及位于所述开口端与所述封闭端之间的中间区域，所述开口端的制备材料为第一纤维料，所述封闭端的制备材料为第一纤维料，所述中间区域的制备材料为第二纤维料，所述第一纤维料包括质量百分比为60％～85％碳纤维以及15％～40％的热固性固化剂，所述第二纤维料包括质量百分比为30％～60％碳纤维以及40％～70％的热固性固化剂。2.根据权利要求1所述的发热筒装置，其特征在于，所述热固性固化剂包括热固性树脂与溶解剂，所述热固性树脂与所述溶解剂的质量比为5:1～8:1。3.根据权利要求2所述的发热筒装置，其特征在于，所述热固性树脂选自酚醛树脂和环氧树脂中的一种或多种。4.根据权利要求2所述的发热筒装置，其特征在于，所述溶解剂选自甲醇、乙醇或糠醇中的一种或多种。5.根据权利要求1
‑
4任意一项所述的发热筒装置，其特征在于，所述开口端、所述封闭端以及所述中间区域的质量比为1:1:2～4。6.根据权利要求1
‑
4任意一项所述的发热筒装置，其特征在于，所述发热筒装置还包括涂层，所述涂层通过化学气相沉积法沉积于所述筒状结构的表面。7.根据权利要求1
‑
4任意一项所述的发热筒装置，其特征在于，所述碳纤维的长度为100μm～30mm。8.一种权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：李丙菊，彭浩波，吴海源，谭善宥，廖广庭，李军，廖寄乔，
申请(专利权)人：湖南金博碳基材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。