一种碳材料纯化炉制造技术

本实用新型专利技术公开了一种碳材料纯化炉，其炉体内设有真空腔，炉体上设有真空装置，真空装置与真空腔连通并抽取真空腔内的气体以使真空腔保持真空状态，真空腔内设有石墨发热体和装料坩埚，石墨发热体包裹装料坩埚，装料坩埚内设有分气板，分气板内设有分气腔，分气板上设有多个分气孔，各分气孔分别与分气腔和装料坩埚的内腔连通，炉体上设有进气管，进气管与分气腔连通。本实用新型专利技术通过进气管能使氯气直接进入炉体内的装料坩埚内，并通过设有分气腔和多个分气孔的分气板，气流能分散均匀并流通到放置于装料坩埚内的碳/碳复合材料的各个位置，并与碳/碳复合材料迅速反应，有效提高了反应效率、均匀性和纯化效果，同时也提高了氯气的利用率。的利用率。的利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种碳材料纯化炉


[0001]本技术涉及碳/碳复合材料的生产
，具体涉及一种碳材料纯化炉。

技术介绍

[0002]碳/碳复合材料具有独特的结构和导电、导热、耐高温、耐腐蚀、力学性能优异等特点，使其在新型轻质高强结构材料中具有较高的应用前景和价值，广泛应用于航空航天、半导体、光伏、新能源、冶金、工业炉等领域，成为现代工业及高、新、尖技术发展必不可少的无机非金属材料。
[0003]碳/碳复合材料是由碳纤维增强碳基体组成，但未经纯化的碳/碳复合材料中一般含有钾、硅、钙、铝、镁及其化合物等杂质，因此需要采取有效的手段除去这部分杂质。目前，国内外提纯碳材料的方法主要有浮选法、酸碱法、氢氟酸法、氯化焙烧法、高温法等。其中，使用最多应用最广的方法是氯气焙烧法，该方法一方面可以通过氯气与碳材料中的杂质发生反应形成氯化物，另一方面其氯化产物熔点低，在高温下能够以气体的形式排除，从而使碳材料的纯度提高。然而，现有的氯气焙烧纯化炉中存在氯气管道设计不合理的弊端，这会导致氯气进入炉腔内不能够均匀的分散开，从而影响纯化效率和纯化效果，降低了氯气的利用率，同时增加了氯气发散腐蚀炉体和一切元器件甚至污染工作环境的风险。
[0004]因此，亟需对碳材料的高温纯化炉的结构进行改进以提高其工作效率和工作寿命。

技术实现思路

[0005]本技术要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种碳材料纯化炉，能提高纯化效率和氯气的利用率。
[0006]为解决上述技术问题，本技术采用以下技术方案：
[0007]一种碳材料纯化炉，包括炉体和与炉体密封连接的盖体，所述炉体内设有真空腔，所述炉体上设有真空装置，所述真空装置与真空腔连通并抽取真空腔内的气体以使真空腔保持真空状态，所述真空腔内设有石墨发热体和装料坩埚，所述石墨发热体包裹装料坩埚，所述装料坩埚内设有分气板，所述分气板内设有分气腔，所述分气板上设有多个分气孔，各所述分气孔分别与分气腔和装料坩埚的内腔连通，所述炉体上设有进气管，所述进气管与分气腔连通。
[0008]进一步的，所述炉体上设有支撑管，所述支撑管与分气板固定连接并支撑分气板，所述支撑管的内腔与分气腔连通，所述进气管穿过支撑管的内腔与分气腔连通。
[0009]进一步的，所述支撑管的一端设于炉体的底部，所述支撑管的另一端竖直向上延伸至分气板，所述分气板设于装料坩埚内侧底部，所述分气板的上表面与装料坩埚的轴线垂直，各所述分气孔设于分气板的上表面。
[0010]进一步的，多个所述分气孔均布于分气板的上表面。
[0011]进一步的，所述盖体包括外盖和内盖，所述内盖和外盖依次与炉体的顶部密封连
接。
[0012]进一步的，所述炉体和盖体内均设有水冷夹层，所述水冷夹层连接有热交换装置。
[0013]进一步的，所述真空装置包括真空管和真空泵，所述真空管的一端与炉体的内腔连通，所述真空管的另一端与真空泵连通，所述真空管上设有真空道阀门和真空表。
[0014]进一步的，所述石墨发热体连接有石墨电极，所述石墨电极连接有输入电极，所述输入电极连接有水冷装置，所述输入电极与炉体的连接处设有密封圈。
[0015]进一步的，所述炉体上设有红外测温仪，所述红外测温仪与装料坩埚的顶部连接。
[0016]进一步的，所述盖体上设有贯穿至装料坩埚的顶部的石墨套管，所述红外测温仪设于盖体上并穿过石墨套管与装料坩埚的顶部连接。
[0017]与现有技术相比，本技术的优点在于：
[0018]本技术通过进气管能使氯气直接进入炉体内的装料坩埚内，并通过设有分气腔和多个分气孔的分气板，气流能分散均匀并流通到放置于装料坩埚内的碳/碳复合材料的各个位置，并与碳/碳复合材料迅速反应，有效提高了反应效率、均匀性和纯化效果，同时也提高了氯气的利用率。
附图说明
[0019]图1为碳材料纯化炉的结构示意图。
[0020]图2为碳材料纯化炉的分气板的结构示意图。
[0021]图例说明：
[0022]1、炉体；11、真空腔；2、盖体；3、石墨发热体；4、装料坩埚；5、分气板；51、分气孔；6、进气管；7、支撑管；8、红外测温仪；9、石墨套管。
具体实施方式
[0023]以下结合附图和具体实施例对本技术作进一步详细说明。
[0024]如图1和图2所示，本实施例的碳材料纯化炉，包括炉体1和与炉体1密封连接的盖体2，炉体1内设有真空腔11，炉体1上设有真空装置，真空装置与真空腔11连通并抽取真空腔11内的气体以使真空腔11保持真空状态，真空腔11内设有石墨发热体3和装料坩埚4，石墨发热体3包裹装料坩埚4，装料坩埚4内设有分气板5，分气板5内设有分气腔，分气板5上设有多个分气孔51，各分气孔51分别与分气腔和装料坩埚4的内腔连通，炉体1上设有进气管6，进气管6与分气腔连通。通过进气管6能使氯气直接进入炉体1内的装料坩埚4内，并通过设有分气腔和多个分气孔51的分气板5，气流能分散均匀并流通到放置于装料坩埚4内的碳/碳复合材料的各个位置，并与碳/碳复合材料迅速反应，有效提高了反应效率、均匀性和纯化效果，同时也提高了氯气的利用率。
[0025]本实施例中，分气板5由等静压石墨材质制备而成，进气管6为255不锈钢材质制备而成，进气管6上设有气体控制阀门，该阀门为氯气专用的阀门。
[0026]本实施例中，炉体1上设有支撑管7，支撑管7与分气板5固定连接并支撑分气板5，支撑管7的内腔与分气腔连通，进气管6穿过支撑管7的内腔与分气腔连通。进气管6从支撑管7的底部伸入然后到分气板5内的分气腔中，极大地减少了氯气的泄露而导致腐蚀炉体1的风险，更进一步地提高了氯气的利用率，并能使氯气与碳/碳材复合材料上的杂质迅速发
生反应，有效提高反应的效率，并能改善碳/碳材复合材料的最终纯化效果。
[0027]本实施例中，支撑管7的一端设于炉体1的底部，支撑管7的另一端竖直向上延伸至分气板5，分气板5设于装料坩埚4内侧底部，分气板5的上表面与装料坩埚4的轴线垂直，各分气孔51设于分气板5的上表面。分气板5放置在距炉体1底部上方10～30cm处，能更便于氯气的均匀分散和流通，能更进一步的提高氯气的利用率。
[0028]本实施例中，多个分气孔51均布于分气板5的上表面。分气板5上设置有特定大小、特定位置的多个分气孔51，多个分气孔51能将气流分布均匀，从而使氯气均匀有效的在坩埚中流动，保证碳/碳材复合材料纯化效果和效率。
[0029]本实施例中，盖体2包括外盖和内盖，内盖和外盖依次与炉体1的顶部密封连接。内盖和外盖可以对炉体1进行双重密封，提高了密封性。
[0030]本实施例中，炉体1和盖体2内均设有水冷夹层，水冷夹层连接有热交换装置。炉体1和盖体2均采用316不锈钢材料制备而成，水冷夹层能使炉体1和盖体2的温度低于100℃，在氯气环境下，不超过316不锈钢材料最高使用温度340℃的限度，从而有效延本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳材料纯化炉，其特征在于，包括炉体(1)和与炉体(1)密封连接的盖体(2)，所述炉体(1)内设有真空腔(11)，所述炉体(1)上设有真空装置，所述真空装置与真空腔(11)连通并抽取真空腔(11)内的气体以使真空腔(11)保持真空状态，所述真空腔(11)内设有石墨发热体(3)和装料坩埚(4)，所述石墨发热体(3)包裹装料坩埚(4)，所述装料坩埚(4)内设有分气板(5)，所述分气板(5)内设有分气腔，所述分气板(5)上设有多个分气孔(51)，各所述分气孔(51)分别与分气腔和装料坩埚(4)的内腔连通，所述炉体(1)上设有进气管(6)，所述进气管(6)与分气腔连通。2.根据权利要求1所述的碳材料纯化炉，其特征在于，所述炉体(1)上设有支撑管(7)，所述支撑管(7)与分气板(5)固定连接并支撑分气板(5)，所述支撑管(7)的内腔与分气腔连通，所述进气管(6)穿过支撑管(7)的内腔与分气腔连通。3.根据权利要求2所述的碳材料纯化炉，其特征在于，所述支撑管(7)的一端设于炉体(1)的底部，所述支撑管(7)的另一端竖直向上延伸至分气板(5)，所述分气板(5)设于装料坩埚(4)内侧底部，所述分气板(5)的上表面与装料坩埚(4)的轴线垂直，各所述分气孔(51)设于分气板(5)的上表面。4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：湖南泰坦未来科技有限公司，
类型：新型
国别省市：