[發(fā)明專(zhuān)利]一種具有碳化硅/硅復(fù)合陶瓷層的坩堝有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202110322512.X | 申請(qǐng)日： | 2021-03-25 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN113073381B | 公開(kāi)（公告）日： | 2022-10-04 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 鮑思權(quán);陳振宇;周娩紅;朱蘇華 | 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人： | 湖南世鑫新材料有限公司 |
| 主分類(lèi)號(hào)： | C30B15/10 | 分類(lèi)號(hào)： | C30B15/10;C30B29/06 |
| 代理公司： | 長(zhǎng)沙市融智專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 43114 | 代理人： | 蔣太煒 |
| 地址： | 412007 湖南省株洲市天元區(qū)仙*** | 國(guó)省代碼： | 湖南;43 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 具有 碳化硅 復(fù)合 陶瓷 坩堝 | ||
1.一種具有碳化硅/硅復(fù)合陶瓷層的坩堝，其特征在于：所述坩堝通過(guò)下述步驟制備：
步驟1，碳纖維預(yù)制體的制備
根據(jù)所需
步驟2，碳纖維預(yù)制體的增密
先采用浸漬呋喃樹(shù)脂的方式，對(duì)碳纖維預(yù)制體進(jìn)行浸漬-固化和碳化處理，然后再對(duì)其采用化學(xué)氣相滲透的方式，以丙烯作為化學(xué)氣相沉積的氣源，將步驟1獲得的碳纖維預(yù)制體進(jìn)行增密，將其增密至密度為1.4g/cm3的炭/炭復(fù)合材料；
步驟3，機(jī)加處理
將步驟2獲取的炭/炭復(fù)合材料進(jìn)行機(jī)械打磨處理，獲得一種表面粗糙度Ra為0.8mm的炭/炭復(fù)合材料；
步驟4，全網(wǎng)胎層圓筒的制備
按照所需炭/炭復(fù)合材料坩堝的外形尺寸要求，選取面密度為32g/m2的碳纖維網(wǎng)胎層，通過(guò)將碳纖維網(wǎng)胎層堆疊在一起，并采用針刺的方式以實(shí)現(xiàn)碳纖維網(wǎng)胎層的層與層之間的連接，分別制備全網(wǎng)胎層坩堝I與全網(wǎng)胎層坩堝II，其中，全網(wǎng)胎層坩堝I的大小與炭/炭復(fù)合材料坩堝的內(nèi)壁大小一致，所述全網(wǎng)胎層圓筒II的大小與炭/炭復(fù)合材料坩堝的外壁大小一致；所述全網(wǎng)胎層坩堝I與全網(wǎng)胎層坩堝II的厚度2.2mm；
步驟5，全網(wǎng)胎層坩堝與炭/炭復(fù)合材料坩堝的粘結(jié)；
使用SiO2質(zhì)量含量為30%的硅溶膠將炭/炭復(fù)合材料坩堝II（22）分別與全網(wǎng)胎層坩堝I（21）、全網(wǎng)胎層坩堝II（23）進(jìn)行粘結(jié)以形成一種內(nèi)外表面帶有全網(wǎng)胎層的炭/炭復(fù)合材料坩堝粘結(jié)體，然后將其處于室溫為40℃，空氣濕度為50RH%的環(huán)境中靜置7小時(shí)；
步驟6，全網(wǎng)胎層陶瓷化
選用純硅粉對(duì)步驟5制備得到的一種內(nèi)外表面結(jié)合全網(wǎng)胎層的炭/炭復(fù)合材料坩堝的全網(wǎng)胎層部分進(jìn)行高溫陶瓷化處理，首先，先在石墨坩堝（31）容器里鋪設(shè)一層硅粉，然后再將步驟5所得內(nèi)外表面帶有全網(wǎng)胎層的炭/炭復(fù)合材料坩堝粘結(jié)體（34）以開(kāi)口朝上的方式放置于石墨坩堝（31）容器中；然后再往步驟5所得粘結(jié)體（34）的底部鋪設(shè)一層硅粉；然后將石墨圓柱塊（33）放到粘結(jié)體（34）內(nèi)；再用石墨紙封住炭/炭復(fù)合材料構(gòu)成的坩堝的頂部沿口；然后再往粘結(jié)體（34）與石墨坩堝（31）之間的間隙和粘結(jié)體（34）與石墨圓柱塊（33）之間的間隙加入硅粉，保證與粘結(jié)體（34）內(nèi)外表面接觸的硅粉用量分別為全網(wǎng)胎層坩堝I與全網(wǎng)胎層坩堝II重量的5倍，通過(guò)合理控制粘結(jié)體（34）與石墨坩堝（31）之間的間隙以及粘結(jié)體（34）與石墨圓柱塊（33）之間的間隙，以保證所加入的硅粉均勻的與全網(wǎng)胎層接觸，最后進(jìn)行高溫陶瓷化處理；其中，以上所用的硅粉粒度為0.2mm，高溫陶瓷化的真空度為100Pa，溫度為1650℃，保溫時(shí)間為90min，其中，升溫過(guò)程中，升溫速率為100℃/h；降溫過(guò)程中，降溫速率為50℃/h；
步驟7，機(jī)加處理
將經(jīng)過(guò)步驟6處理后的內(nèi)外表面帶有全網(wǎng)胎層的炭/炭復(fù)合材料坩堝粘結(jié)體的內(nèi)外表面進(jìn)行機(jī)加處理，最終可獲得一種具有碳化硅/硅復(fù)合陶瓷層的坩堝。
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