[實用新型]一種高壓多預制件反應熔滲裝置

有效

• 申請號: 202021523652.0
• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN212457897U
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 謝新琪;仝永剛;王斌;陽學恒;祝文濤;胡永樂;張鵬;高安康
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: F27B17/00
• 分類號: F27B17/00;F27D9/00;F27D7/06;F27D11/06;F27D21/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型提供一種高壓多預制件反應熔滲裝置，由循環水冷爐體、爐內可視系統、感應加熱系統、反應腔室、殘余物存放腔室、局部密閉裝置、高壓氣體控制回路和真空控制系統組成。反應腔室、殘余物存放腔室位于循環水冷爐內，局部密閉裝置連通反應腔室與殘余物存放腔室；感應加熱系統與局部密閉裝置組合，可使金屬熔液在熔滲過程中不會通過管道流入殘余物存放腔室；高壓氣體控制回路、真空控制系統、爐內可視系統與循環水冷爐體連接，以控制爐內反應壓力以及真空度，進行實時觀測。本實用新型結構簡單，通過氣壓施壓使熔滲速率提升，且能使多個預制件同時進行，通過線圈加熱實現精準控溫，從而實現碳陶復合材料的高壓熔滲以及近凈成型。

技術領域

在本實用新型涉及碳陶復合材料壓力浸滲成形技術領域，具體屬于一種高壓多預制件反應熔滲裝置。

背景技術

碳陶復合材料由于具有強度高、密度小、耐高溫、摩擦系數高且穩定、使用壽命長、對外界環境介質（霉菌和油污、潮濕等）不敏感等一系列優異的性能特征，在高速、高能載、苛刻環境制動系統上具有廣泛的應用前景。但碳陶復合材料制備工藝復雜、造價昂貴、制備周期長。

常用的碳陶復合材料制備工藝有化學氣相滲透法(CVI)、先驅體浸漬裂解法（PIP）、反應熔體浸滲法（RMI）等，其中與其它工藝相比，RMI工藝對設備要求相對較低，工藝簡單，制造成本較低且制備周期短，是一種有效的碳陶復合材料制備工藝。RMI工藝主要是指在高溫下金屬熔體通過毛細管力或施加外力作用下向多孔碳預制件滲透，并且與多孔碳預制件中的碳基體發生反應，從而制備出所設計的碳陶復合材料。但現有的RMI工藝中，通常采用電阻加熱，溫度相對較低、熱滯后較大；制備時多采用單一預制件熔滲，較難實現多個預制件同時進行熔滲，生產效率低，且預制件尺寸形狀受限制；反應熔滲過程中，熔滲高度有限，尤其是潤濕性一般的金屬溶體，滲透效果較差；此外，反應熔滲結束后，熔滲金屬殘余物易與所制備的碳陶復合材料粘黏，難以實現產品的近凈成形。

發明內容

（一）要解決的技術問題

本實用新型要解決的技術問題是提供一種基于線圈加熱的、氣壓加壓的、滿足多預制件同時制備碳陶復合材料的高壓多預制件反應熔滲裝置，以克服現有技術中反應熔滲裝置中不易精確控溫、生產效率低、預制件尺寸形狀受限、設備成本高、工藝復雜、難以實現材料近凈成型的不足。

（二）技術方案

為解決上述技術問題，本實用新型提供一種高壓多預制件反應熔滲裝置，所述高壓多預制件反應熔滲裝置由循環水冷爐體、爐內可視系統、感應加熱系統、反應腔室、殘余物存放腔室、局部密閉裝置、高壓氣體控制回路和真空控制系統組成；

感應加熱系統由局部密閉加熱線圈、反應腔室加熱線圈、控制加熱儀器組成，局部密封加熱線圈與流通管道連接，反應腔室加熱線圈與反應腔室連接，控制加熱儀器通過控制線圈的加熱，對反應腔室以及局部密閉裝置進行控溫。

反應腔室提供預制件熔滲場所，可放入預制件和熔滲金屬，且不受預制件的尺寸形狀限制，以及能夠允許多個預制件同時進行反應熔滲。

優選地，反應腔室所用材料為高強石墨材料。

反應物腔室與殘余物存放腔室通過流通管道連接，兩者存在高低放置差，可使金屬熔滲液因重力趨勢通過流通管道流入殘余物存放腔室。

局部密閉裝置由流通管道和遠程開關組成，與局部密閉加熱線圈配合使用，可實現近凈成形。

優選地，流通管道所用材料為高強石墨材料。

爐內可視系統由石英密封隔熱玻璃、耐高溫攝像頭和顯示器組成，耐高溫攝像頭設在循環水冷爐體上方，可觀察到反應腔室內的情況，石英密封隔熱玻璃設在耐高溫攝像頭前端，阻隔壓力和高溫。

高壓氣體控制回路、真空控制系統與循環水冷爐體連接，以控制燒結爐內的壓力和真空度。