一种化学气相沉积炉气体预热装置制造方法及图纸

本技术的一种化学气相沉积炉气体预热装置，包括下预热板和上预热板，所述下预热板的顶面设置有下部涡状开口流道，所述上预热板的底面设置有上部涡状开口流道，所述上部涡状开口流道与下部涡状开口流道合拢构成涡状预热流道，所述涡状预热流道内设置有多个预热球。采用本申请的化学气相沉积炉气体预热装置，确保了气体充分预热的同时，兼顾了装炉量和产品质量。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及化学气相沉积，具体涉及一种化学气相沉积炉气体预热装置。

技术介绍

1、碳/碳复合材料由于其独特的性能(密度低、优异的力学及热学等性)，已广泛应用于航空航天、汽车工业、医学、化工、新能源等领域。

2、制备碳/碳复合材料的关键工序为化学气相沉积增密，化学气相沉积工艺是将碳源气体(甲烷、丙烷、丙烯等)以及载气(氮气、氢气等)通入沉积炉炉内，在高温下进行裂解、聚合，同时不断向炉内工件的孔隙中扩散及渗透，最终以热解碳的形式填充于孔隙内达到增密的目的。温度是化学气相沉积工艺的关键控制点，未经预热的气体进入沉积炉恒温区，会使炉内料柱的上下温差进一步扩大，将影响部分产品的增密效率，甚至可能导致产品性能不合格而报废。

3、为了解决以上问题，通常先将气体进行预热后再通入炉内恒温区，避免产品致密化效率低及产品质量问题。

4、目前化学气相沉积工艺气体预热主要为两种装置：圆筒式预热装置和层板式预热装置。圆筒式预热装置主要包括石墨圆筒、置于石墨圆筒内的分气罩以及置于石墨圆筒上的工件支撑板，气体通过管道通入分气罩内，然后从分气罩的开孔进入石墨圆筒，再流经工件支撑板的通孔进入恒温区。该方式对气体的预热由于换热时间(行程)短，导致预热不充分，如通过增加预热装置的尺寸延长换热时间，将降低单炉装炉量。层板式预热装置相比圆筒式预热装置，是将圆筒内的分气罩更换为石墨层板(设计有网状通孔)，气体通过管道首先进入层板之间的空隙层，然后流经层板的网状通孔到达上层层板之间的空隙层，由于层板网状通孔位置的交错设计，使得气流的换热时间(行程)延长，气体预热相对充分。但该预热装置需要多层层板及层板间空隙层的存在，在高度方向上仍需占用一定空间，同样影响装炉量。

5、如何解决气体有效预热的同时又兼顾空间利用，是预热装置设计的关键点。专利cn 108588678 a设计一种预热充分，在工件叠放后内径形成的空间结构中设置预热装置，不占用有效装料空间的预热装置，提高了生产效率。专利cn 104451603a采用内部安装了气流板的圆筒式结构预热装置，并位于预制体料柱的中心，不占用有效的反应空间。以上解决方案皆将预热装置设置于堆叠工件形成的内腔空隙位置，兼顾了预热和装炉量，但气体流场在工件内腔高度方向上(有预热装置和无预热装置的区域)不一致，可能使热解碳微观结构差异大而导致产品质量不一致性的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术的目的是提供一种化学气相沉积炉气体预热装置，以便使气体充分预热的同时，兼顾装炉量和产品质量。

2、本技术通过以下技术手段解决上述问题：

3、一种化学气相沉积炉气体预热装置，包括下预热板和上预热板，所述下预热板的顶面设置有下部涡状开口流道，所述上预热板的底面设置有上部涡状开口流道，所述上部涡状开口流道与下部涡状开口流道合拢构成涡状预热流道，所述涡状预热流道内设置有多个预热球。

4、进一步，所述下部涡状开口流道内沿流向间隔设置有多个限位凸台，相邻两个限位凸台之间形成预热球活动节段，所述预热球活动节段内设置有至少一个预热球。

5、进一步，所述限位凸台的顶面开设有气流槽。

6、进一步，所述涡状预热流道的外侧端为进气口，内侧端为出气口。

7、进一步，所述进气口设置有通气栏栅。

8、进一步，所述出气口呈锥形状。

9、本技术的有益效果：

10、本申请的化学气相沉积炉气体预热装置，包括下预热板和上预热板，所述下预热板的顶面设置有下部涡状开口流道，所述上预热板的底面设置有上部涡状开口流道，所述上部涡状开口流道与下部涡状开口流道合拢构成涡状预热流道，所述涡状预热流道内设置有多个预热球。本申请的气体预热装置，一方面，通过布设涡状预热流道，延长了气体预热行程和时间，保证了气体预热的充分性；另一方面，整体占用空间小，保证了装炉量。此外，预热过程不会对工件的气流场产生影响，保证了产品质量。

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【技术保护点】

1.一种化学气相沉积炉气体预热装置，其特征在于：包括下预热板和上预热板，所述下预热板的顶面设置有下部涡状开口流道，所述上预热板的底面设置有上部涡状开口流道，所述上部涡状开口流道与下部涡状开口流道合拢构成涡状预热流道，所述涡状预热流道内设置有多个预热球。

2.根据权利要求1所述的化学气相沉积炉气体预热装置，其特征在于：所述下部涡状开口流道内沿流向间隔设置有多个限位凸台，相邻两个限位凸台之间形成预热球活动节段，所述预热球活动节段内设置有至少一个预热球。

3.根据权利要求2所述的化学气相沉积炉气体预热装置，其特征在于：所述限位凸台的顶面开设有气流槽。

4.根据权利要求3所述的化学气相沉积炉气体预热装置，其特征在于：所述涡状预热流道的外侧端为进气口，内侧端为出气口。

5.根据权利要求4所述的化学气相沉积炉气体预热装置，其特征在于：所述进气口设置有通气栏栅。

6.根据权利要求5所述的化学气相沉积炉气体预热装置，其特征在于：所述出气口呈锥形状。

【技术特征摘要】

1.一种化学气相沉积炉气体预热装置，其特征在于：包括下预热板和上预热板，所述下预热板的顶面设置有下部涡状开口流道，所述上预热板的底面设置有上部涡状开口流道，所述上部涡状开口流道与下部涡状开口流道合拢构成涡状预热流道，所述涡状预热流道内设置有多个预热球。

2.根据权利要求1所述的化学气相沉积炉气体预热装置，其特征在于：所述下部涡状开口流道内沿流向间隔设置有多个限位凸台，相邻两个限位凸台之间形成预热球活动节段，所述预热球活动节段内设置有至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈亮，沈益顺，刘迪文，刘婵，熊杰，
申请(专利权)人：湖南博云新材料股份有限公司，
类型：新型
国别省市：