[實用新型]一種氣相滲硅用工裝

有效

• 申請號: 202021942987.6
• 申請日: 2020-09-08
• 公開（公告）號: CN213357377U
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 李江濤;張東生;吳恒;姚棟嘉;董會娜;王琰;劉喜宗;牛利偉
• 申請（專利權）人: 鞏義市泛銳熠輝復合材料有限公司
• 主分類號: C04B41/85
• 分類號: C04B41/85
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務所(普通合伙) 41131
• 代理人: 張智偉

本實用新型屬于氣相滲硅技術領域，公開一種氣相滲硅用工裝。包括反應室，反應室內壁上設置一圈支撐平臺，支撐平臺上放置有支撐板，支撐板將反應室內腔分為下部熔硅區和上部反應區兩部分，反應室的頂部設有反應室頂蓋；所述支撐板上均勻設有若干個硅蒸汽通道，所述支撐板頂部避開硅蒸汽通道開設有放置槽或者所述支撐板頂部避開硅蒸汽通道放置有墊塊；所述反應室、反應室頂蓋、支撐板、墊塊的材質均為等靜壓石墨，所述反應室的內表面、反應室頂蓋的內表面、支撐板表面、墊塊表面均設置有碳化硅涂層。本實用新型中可以有效緩解高溫硅蒸汽對反應室和支撐板的侵蝕，能有效解決工裝易開裂、使用壽命短的缺點，滲硅效果好，材料性能一致性穩定。

技術領域

本實用新型屬于氣相滲硅技術領域，具體涉及一種氣相滲硅用工裝。

背景技術

碳纖維增強陶瓷基復合材料具有密度低、高溫抗氧化性能好、耐腐蝕、是一種新型高溫結構材料和功能材料，已經在航空航天領域得到廣泛應用。目前，碳纖維增強陶瓷基復合材料的制備工藝常用化學氣相滲透（CVI）工藝、先驅體浸漬-熱解（PIP）工藝。化學氣相滲透（CVI）工藝和先驅體浸漬-熱解（PIP）工藝的制備過程較復雜，流程較長，相比較，氣相滲硅工藝具有制備周期短、成本低等優點。

氣相滲硅生產碳纖維增強陶瓷基復合材料的過程中需要將碳/碳復合材料坯體進行滲硅反應。現有技術的氣相滲硅法所用反應室的底面上設置盛放硅粉的坩堝，坩堝內部擺放有若干墊塊，墊塊的上方放置有待硅化工件坯體。但由于滲硅所需溫度較高，坩堝、反應室多采用耐高溫的石墨，而高溫下石墨會受到硅粉的強烈腐蝕作用，導致坩堝內部增厚、降溫開裂、壽命變短，同時因反應室、坩堝的開裂嚴重影響坯體的滲硅效果，導致生產碳纖維增強陶瓷基復合材料的質量一致性不穩定和生產效率低，且因反應室、坩堝的開裂導致硅粉污染燒結爐爐體。

實用新型內容

針對現有技術的不足，本實用新型的目的旨在提供一種氣相滲硅用工裝。

為實現上述目的，本實用新型采取的技術方案如下：

一種氣相滲硅用工裝，包括反應室，反應室內壁上設置一圈支撐平臺，支撐平臺上放置有支撐板，支撐板將反應室內腔分為下部熔硅區和上部反應區兩部分，反應室的頂部設有反應室頂蓋；所述支撐板上均勻設有若干個硅蒸汽通道，所述支撐板頂部避開硅蒸汽通道開設有放置槽（方便板狀待滲硅樣品豎向卡入放置槽內）或者所述支撐板頂部避開硅蒸汽通道放置有墊塊（方便板狀待滲硅樣品平放在墊塊上）；所述反應室、反應室頂蓋、支撐板、墊塊的材質均為等靜壓石墨，所述反應室的內表面、反應室頂蓋的內表面、支撐板表面、墊塊表面均設置有碳化硅涂層。

較好地，反應室和反應室頂蓋之間設有墊片，避免滲硅過程中反應室中的硅蒸汽外漏，所述墊片的材質為石墨。

較好地，所述硅蒸汽通道為孔洞、格柵或網格，硅蒸汽通道保證硅蒸汽均勻地通過支撐板，與支撐板上的待滲硅樣品反應。

較好地，所述孔洞為圓形孔、菱形孔、六邊形孔或星形孔。

較好地，所述反應室的外部設有與其形狀相適配的外保護殼，外保護殼的頂部設有外保護殼頂蓋，以防止反應室開裂導致硅粉污染爐體。

較好地，外保護殼的內表面、外保護殼頂蓋的內表面設置有碳化硅涂層。

較好地，外保護殼、外保護殼頂蓋的材質均為石墨。

較好地，所述反應室外輪廓呈等徑圓柱體。

本實用新型中，反應室的內表面、反應室頂蓋的內表面、外保護殼的內表面、外保護殼頂蓋的內表面、支撐板表面、墊塊表面均設置有碳化硅涂層，避免受到高溫硅粉侵蝕。

有益效果：本實用新型中，反應室和支撐板表面設置碳化硅涂層，可以有效緩解高溫硅蒸汽對反應室和支撐板的侵蝕，能有效解決工裝易開裂、使用壽命短的缺點，使用本實用新型工裝進行氣相滲硅，滲硅效果好，材料性能一致性穩定。

附圖說明