[實用新型]一種碳/碳復(fù)合材料發(fā)熱體構(gòu)件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202021135712.1
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN212381416U
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 樓建軍
• 申請（專利權(quán)）人: 常州翊翔炭材科技有限公司
• 主分類號: H05B3/14
• 分類號: H05B3/14;H05B3/34
• 代理公司: 常州市夏成專利事務(wù)所(普通合伙) 32233
• 代理人: 沈毅

本實用新型涉及發(fā)熱體技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種碳/碳復(fù)合材料發(fā)熱體構(gòu)件，包含由碳/碳復(fù)合材料制成的發(fā)熱體本體，所述發(fā)熱體本體呈圓筒狀，所述發(fā)熱體本體筒壁上設(shè)置有散熱孔，發(fā)熱體本體筒壁上還設(shè)置有電極孔組，本實用新型的有益效果是，由碳/碳復(fù)合材料制成的發(fā)熱體構(gòu)件，不僅具有優(yōu)異的導(dǎo)電性能，在高溫下還具有優(yōu)良的強度保持率、抗熱沖擊性能；此外，設(shè)置的散熱孔既能起到控制整個發(fā)熱體電阻的作用，又能有效散熱，也方便機加工；電極孔組用于連接電極；本申請采用圓孔或橢圓孔作為散熱孔，且相鄰散熱孔組采用錯開排布的方式布置，保證發(fā)熱體構(gòu)件性能優(yōu)異的同時，進一步提高強度。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及發(fā)熱體技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種碳/碳復(fù)合材料發(fā)熱體構(gòu)件。

背景技術(shù)

碳/碳復(fù)合材料是指由碳纖維增強碳基體構(gòu)成的一類具有許多獨特性能的先進超高溫結(jié)構(gòu)－功能一體復(fù)合材料，其獨特的性能包括密度小、熱膨脹系數(shù)低、高溫下優(yōu)良的強度保持率、抗熱沖擊、耐摩擦性能好、抗腐蝕、化學穩(wěn)定性，是目前已知惰性氣氛下最為理想的高溫結(jié)構(gòu)材料。

碳/碳復(fù)合材料可設(shè)計性很強，在預(yù)制件制作時，就可以根據(jù)需要進行毛坯的制作，以滿足多種場合下的應(yīng)用要求。近年來，在真空熔煉設(shè)備行業(yè)，開始利用碳/碳復(fù)合材料電阻穩(wěn)定的特點，來替代傳統(tǒng)的石墨材料作為電極材料。《有色礦冶》2019年02期公開了文獻“碳/碳復(fù)合材料作為發(fā)熱體構(gòu)件的電性能研究,有色礦冶2019,35(2):42-44”，利用ALD公司真空冶煉設(shè)備對不同密度碳/碳復(fù)合材料發(fā)熱體的電阻進行了測定，發(fā)現(xiàn)碳/碳復(fù)合材料發(fā)熱體自身電阻隨著溫度的增加而顯著降低，其電阻與自身密度有著緊密關(guān)系，實現(xiàn)了碳/碳復(fù)合材料發(fā)熱體的設(shè)計。

目前常用的圓筒狀的高溫爐石墨發(fā)熱體常采用多部分組合而成，連接件容易受到熱沖擊、振動等因素的影響，尤其對于一些大尺寸發(fā)熱體構(gòu)件，強度不夠，易造成意外損壞。

實用新型內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有的由石墨制作的發(fā)熱體強度的不足，本實用新型提供了一種碳/碳復(fù)合材料發(fā)熱體構(gòu)件。具有較好的強度和抗沖擊性能，能有效延長爐體設(shè)備的使用壽命。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種碳/碳復(fù)合材料發(fā)熱體構(gòu)件，包含由碳/碳復(fù)合材料制成的發(fā)熱體本體，所述發(fā)熱體本體呈圓筒狀，所述發(fā)熱體本體筒壁上設(shè)置有散熱孔，發(fā)熱體本體筒壁上還設(shè)置有電極孔組。

根據(jù)本實用新型的另一個實施例，進一步包括，所述發(fā)熱體本體的密度不低于1.86 g/cm³。

根據(jù)本實用新型的另一個實施例，進一步包括，所述發(fā)熱體本體的石墨化度不低于80%。

根據(jù)本實用新型的另一個實施例，進一步包括，所述散熱孔為圓孔或橢圓孔。圓孔或橢圓孔可通過沖壓成形的方式加工，能有效提高效率。在保證散熱和功率的同時，保證發(fā)熱體本體的整體強度。

根據(jù)本實用新型的另一個實施例，進一步包括，所述電極孔組由三個圓孔組成，呈三角形布置。三角形布置的方式使得電極孔組布局緊湊。

根據(jù)本實用新型的另一個實施例，進一步包括，所述電極孔組共三組，均勻分布在發(fā)熱體本體筒壁上，并將散熱孔分成三個區(qū)域，每個區(qū)域內(nèi)包含至少一個散熱孔組，每個散熱孔組在筒壁母線方向上線性均布。電極孔組和散熱孔間隔布置，且每個散熱孔組線性均布，保證發(fā)熱體本體上散熱孔均勻性，即可以保證發(fā)熱體構(gòu)件工作時溫度的均勻性。

根據(jù)本實用新型的另一個實施例，進一步包括，相鄰的所述散熱孔組錯開排布，各個散熱孔組的垂直方向占空比一致。采用錯開排布的方式，在表面積一定的情況下可以布置數(shù)量更多的散熱孔，此外，錯開排布的方式能提高發(fā)熱體本體的強度，各個散熱孔組的垂直方向占空比一致，保證導(dǎo)電性均勻。