一种温区均匀的陶瓷气凝胶高温气压烧结装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113532115A(43)申请公布日2021.10.22(21)申请号202110661988.6(22)申请日2021.06.15(71)申请人西安交通大学地址710049陕西省西安市咸宁西路28号(72)发明人王红洁蔡志新贾书海彭康牛敏苏磊庄磊(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人范巍(51)Int.Cl.F27B17/00(2006.01)F27D1/00(2006.01)F27D5/00(2006.01)F27D7/04(2006.01)F27D21/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种温区均匀的陶瓷气凝胶高温气压烧结装置(57)摘要本发明公开了一种温区均匀的陶瓷气凝胶高温气压烧结装置，属于陶瓷气凝胶制备技术领域，包括炉体、电动机、连杆和叶片；所述炉体顶部开设有连杆能够穿过的孔，连杆伸入炉体的一端端部连接有叶片，连杆在炉体外的一端端部连接电动机；电动机能够带动连杆旋转；所述炉体外壁采用高压炉壁，紧贴高压炉壁设置有保温层，在炉体内腔中设有用于加热陶瓷气凝胶的发热体。这种可调控炉内温度和气氛的高温高压气压炉采用电机机械传动为动力，使连杆末端碳/碳复合叶片旋转，推动炉内气氛流动、保证了炉内温度的均匀性及密闭性。CN113532115ACN113532115A权利要求书1/1页1.一种温区均匀的陶瓷气凝胶高温气压烧结装置，其特征在于，包括炉体、电动机(1)、连杆(4)和叶片(5)；所述炉体顶部开设有连杆(4)能够穿过的孔，连杆(4)伸入炉体的一端端部连接有叶片(5)，连杆(4)在炉体外的一端端部连接电动机(1)；电动机(1)能够带动连杆(4)旋转；所述炉体外壁采用高压炉壁(9)，紧贴高压炉壁(9)设置有保温层(8)，在炉体内腔中设有用于加热陶瓷气凝胶的发热体(7)。2.根据权利要求1所述的一种温区均匀的陶瓷气凝胶高温气压烧结装置，其特征在于，还包括磁驱动旋转装置，该磁驱动旋转装置包括动力输入端(2)和动力输出端(3)，动力输入端(2)固定在炉体外部的连杆(4)上，动力输出端(3)固定在炉体内部的连杆(4)上，电动机(1)能够驱动磁驱动旋转装置旋转，从而带动连杆(4)旋转。3.根据权利要求1所述的一种温区均匀的陶瓷气凝胶高温气压烧结装置，其特征在于，在炉体侧壁上设有测温热电偶(6)。4.根据权利要求1所述的一种温区均匀的陶瓷气凝胶高温气压烧结装置，其特征在于，在所述炉体内腔底部装配有用于盛放待加工陶瓷气凝胶的样品台(10)。5.根据权利要求1所述的一种温区均匀的陶瓷气凝胶高温气压烧结装置，其特征在于，所述叶片(4)与旋转平面的夹角在‑45°至45°可调。6.根据权利要求1～5中任意一项所述的一种温区均匀的陶瓷气凝胶高温气压烧结装置，其特征在于，所述连杆(4)在炉体内的部分采用C‑C复合材料制成。7.根据权利要求1～5中任意一项所述的一种温区均匀的陶瓷气凝胶高温气压烧结装置，其特征在于，所述叶片(4)采用C‑C复合材料制成。8.根据权利要求1～5中任意一项所述的一种温区均匀的陶瓷气凝胶高温气压烧结装置，其特征在于，在所述炉体底部装有用于为发热体(7)供电的电极(10)。9.根据权利要求1～5中任意一项所述的一种温区均匀的陶瓷气凝胶高温气压烧结装置，其特征在于，所述发热体(7)设有两个，对称布置在炉体内腔两侧。2CN113532115A说明书1/4页一种温区均匀的陶瓷气凝胶高温气压烧结装置技术领域[0001]本发明属于陶瓷气凝胶制备技术领域，尤其涉及一种温区均匀的陶瓷气凝胶高温气压烧结装置。背景技术[0002]作为改变世界的十大新材料之一，气凝胶是世界上密度最小、重量最轻的固体，被誉为“固态烟”。气凝胶不管是在军事、航空航天、电子芯片制造，医药生产还是民用等领域都有极其广阔的应用。陶瓷气凝胶是由纳米颗粒或纳米线构筑多孔结构组成，具有独特的高温稳定性，常见的有SiC、SiO2、Al2O3和ZrO2等气凝胶。尽管陶瓷气凝胶材料的需求很大，但采用冷冻法生产出来的气凝胶不仅贵而且产量很小。西安交通大学研究团队采用高温气压烧结的方法(CN201811626203.6)可以解决气凝胶产量受限的问题。[0003]然而，制备气凝胶所用的高温高压气氛烧结炉由于炉内空间很大，难以保证炉内工作区域温度和气压的均匀性，由于温区的不均匀性，导致大尺寸气凝胶结构不均匀，影响了其使用的稳定性。因此，研究者正致力于开发温区尽可能均匀的高温气压烧结炉。[0004]目前，通常采用在炉内增加有限数量发热体来缓解温区差异过大的问题，但不可避免的降低了炉腔的有效使用空间，限制了大尺寸的陶瓷气凝胶的烧结制备。因此，如何同时保证高温气压