[發明專利]一種拼接式碳碳保溫筒及制作方法

在審

• 申請號: 202210549743.9
• 申請日: 2022-05-20
• 公開（公告）號: CN114892262A
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 朱文志;何留陽;范磊
• 申請（專利權）人: 貴州省紫安新材料科技有限公司
• 主分類號: C30B15/00
• 分類號: C30B15/00;C30B29/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及碳碳復合材料技術領域，特別涉及一種拼接式碳碳保溫筒及制作方法。包括若干板件，若干所述板件均由板件側面與板件平面構成，所述板件側面與板件平面之間設置有切角，若干板件之間通過焊料使用熱擴散焊的方式連接，形成保溫筒。本發明還公開了一種拼接式碳碳保溫筒的制作方法。本發明的采用板件熱擴散焊的方式連接，其板件的尺寸較整體式的保溫筒小很多，并且是平整的結構，在預制體制作和化學氣相沉積階段能夠大幅提高生產效率；使用本發明的的板件熱擴散焊的方式連接組合成保溫筒，可根據需求，快速生產出不同尺寸的保溫筒，提高生產效率；使用熱擴散焊接方式能夠避免機械連接打孔比較困難，開孔處容易形成應力集中的問題。

技術領域

本發明涉及碳碳復合材料技術領域，特別涉及一種拼接式碳碳保溫筒及制作方法。

背景技術

碳/碳復合材料具有高比強度、耐高溫、耐腐蝕、抵御外力損傷的能力強、抗熱震性能好、導熱系數小等優良性能，在提高爐膛利用率和保溫節能方面優于高純等靜壓石墨材料，是單晶爐、各類高溫真空爐/保護氣氛爐耐火等使用場景理想的材料。碳碳保溫筒用在直拉法單晶爐中，主要用于對爐內進行保溫，維持工作溫度，降低能源的消耗等。現有的分段式拼接方案中，多采用的是機械連接和粘接。機械連接就是在碳/碳復合材料上打孔，然后采用一些同質或者性能結構類似的材料進行栓接。由于碳/碳復合材料耐磨強度高等特點，打孔比較困難。并且在開孔處容易形成應力集中，這將會對碳/碳復合材料的結構造成破壞。對于粘接，普通的粘接劑不耐高溫，而碳/碳復合材料通常的工作環境在很高的溫度下，并且普通粘接劑的強度也達不到要求，所以用粘接來實現碳/碳復合材料的連接一般是很少的。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種拼接式碳碳保溫筒及制作方法，以解決背景技術中提出的問題。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案為：一種拼接式碳碳保溫筒，包括若干板件，若干所述板件均由板件側面與板件平面構成，所述板件側面與板件平面之間設置有切角，若干板件之間通過焊料使用熱擴散焊的方式連接，形成保溫筒。

優選地，所述板件側面與板件平面之間的切角為2～9°。

優選地，所述焊料由質量比為50:50的CaO與Al₂O₃粉末構成。

優選地，若干所述板件的長為500mm，寬為80mm，厚度為20mm。

優選地，一種拼接式碳碳保溫筒的制作方法，包括以下步驟：

(1)制作長為500mm，寬為80mm，厚度為20mm的板件，板件側面與板件平面設置2～9°的切角，備用；

(2)將板件側面用500目的砂紙打磨平整；

(3)制作焊料：用電子天平把CaO和Al₂O₃粉末按質量百分比50:50稱量配比，倒入容器中攪拌均勻，再轉加熱，保溫1h，待冷卻到室溫后，取出燒結后的塊狀樣品，將其研磨成粉末，再篩成細粉，得焊料，保存備用；

(4)將制備好的焊料與乙醇按2:1比例混合，調制成漿料一；

(5)取硅粉與乙醇按2:1比例混合，調制成漿料二；

(6)將步驟(1)所制作的板件放入乙醇中超聲清洗10min后置于干燥箱中干燥1h；

(7)把制備好的漿料二涂到板件的板件側面上，得到具有涂層一的板件；

(8)待步驟(7)中涂層一干了之后，把漿料一涂在涂層一上，得到具有涂層二的板件；

(9)將若干板件圍成所需尺寸的保溫筒，使用石墨卡具進行固定，然后整體置于燒結爐中加熱到1500℃，保溫120min進行熱擴散焊的方式連接。

優選地，在所述步驟(3)中，加熱溫度為1600℃。