一种制备碳陶复合材料的反应熔渗装置.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CN108249941A(43)申请公布日2018.07.06(21)申请号201810042970.6C04B35/653(2006.01)(22)申请日2018.01.17(71)申请人长沙理工大学地址410114湖南省长沙市万家丽南路2段960号(72)发明人仝永刚白书欣梁秀兵胡永乐叶益聪蔡志海谢新琪祝文涛许凤凰漆陪部(74)专利代理机构北京智为时代知识产权代理事务所(普通合伙)11498代理人王加岭杨静(51)Int.Cl.C04B35/80(2006.01)C04B35/56(2006.01)C04B35/65(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称一种制备碳陶复合材料的反应熔渗装置(57)摘要本发明提供了一种制备碳陶复合材料的反应熔渗装置，由感应加热系统、熔融金属升降系统、样品夹持装置、在线观察视窗、测温系统、循环水冷炉体和真空控制系统组成。循环水冷炉体构成封闭的烧结炉内空间，熔融金属升降系统的可升降样品台、隔热垫块和坩埚位于炉内，炉外的步进电机通过电信号控制可升降样品台，感应加热系统通过加热线圈与坩埚连接；样品夹持装置连接在循环水冷炉体上并可在炉体内移动，以便试样进出坩埚；循环水冷炉体设有在线观察视窗和测温孔，便于测温系统监测温度；真空控制系统与循环水冷炉体连接，以控制烧结炉内的真空度。本发明加热速度快，能在线实时观察反应熔渗过程，实现碳陶复合材料的净成形。CN108249941ACN108249941A权利要求书1/2页1.一种制备碳陶复合材料的反应熔渗装置，其特征在于，所述反应熔渗装置由感应加热系统、熔融金属升降系统、样品夹持装置、在线观察视窗、测温系统、循环水冷炉体和真空控制系统组成；感应加热系统由感应加热器(101)和加热线圈(102)组成，感应加热器(101)通过加热线圈(102)与熔融金属升降系统中的坩埚(204)连接；熔融金属升降系统自下而上依次由步进电机(201)、可升降样品台(202)、隔热垫块(203)和坩埚(204)组成；循环水冷炉体构成封闭的烧结炉内空间，熔融金属升降系统的可升降样品台(201)、隔热垫块(203)和坩埚(204)位于烧结炉内，烧结炉外的步进电机(201)通过电信号控制可升降样品台(202)；可夹持实验样品(302)的样品夹持装置(301)连接在循环水冷炉体并可在烧结炉内移动，以便实验样品(302)进出坩埚(204)；循环水冷炉体上设有在线观察视窗和测温孔(501)，便于测温系统监测温度；真空控制系统与循环水冷炉体连接，以控制烧结炉内的真空度。2.如权利要求1所述的反应熔渗装置，其特征在于，所述感应加热器(101)采用中频或者高频加热，功率为30-100kW。3.如权利要求1所述的反应熔渗装置，其特征在于，所述熔融金属升降系统中，步进电机(201)带动可升降样品台(202)，实现可升降样品台(202)的升降，升降距离为5-100mm，控制精度为±0.5mm。4.如权利要求1所述的反应熔渗装置，其特征在于，所述隔热垫块(203)由多孔陶瓷制成，厚度为10-30mm，耐热温度高于1800℃；所述坩埚(204)由石墨、难熔金属或者陶瓷材料制成。5.如权利要求1所述的反应熔渗装置，其特征在于，所述样品夹持装置(301)可夹持或脱卸实验样品(302)。6.如权利要求1所述的反应熔渗装置，其特征在于，所述在线观察视窗由玻璃视窗(401)、位于其下方的挡板(402)和挡板连接支架(403)组成；挡板(402)通过挡板连接支架(403)固定于循环水冷炉体上，挡板(402)可在烧结炉体内部旋转改变位置，透过玻璃视窗(401)观察时，旋转移开挡板(402)，观察完后旋转挡板(402)使其挡住玻璃视窗(401)。7.如权利要求1所述的反应熔渗装置，其特征在于，所述测温系统由测温孔(501)、测温仪(502)、计算机(503)组成，测温仪(502)通过实时监测位于循环水冷炉体上的测温孔(501)，将测得的温度数据传输入计算机(503)中。8.如权利要求7所述的反应熔渗装置，其特征在于，所述测温仪(502)为双比色红外测温仪，测温范围为600-3000℃。9.如权利要求1-8任一所述的反应熔渗装置，其特征在于，所述循环水冷炉体由炉盖(605)和炉体(606)组成；其中炉盖(605)上设有炉盖循环水进水口(603)、炉盖循环水出水口(604)；炉体(606)上设有炉体循环水进水口(601)、炉体循环水出水口(602)和放气阀(607)。10.如权利要求1-8任一所述的反应熔渗装置，其特征在于，所述真空控制系统由压力表(701)和真空泵(702)组成，所述真空泵(702)具有机械泵和扩散泵两级，可实现烧结