碳碳薄壁筒及其制作工艺.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CN106917137A(43)申请公布日2017.07.04(21)申请号201710190655.3(22)申请日2017.03.28(71)申请人保定顺天新材料股份有限公司地址074100河北省保定市涞水县义安镇北义安村(72)发明人王金铎啜艳明郭宾(51)Int.Cl.C30B15/00(2006.01)C30B29/06(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称碳碳薄壁筒及其制作工艺(57)摘要本发明公开了一种碳碳薄壁筒及其制作工艺，包括筒体，所述筒体由表层、中间层和底层构成,所述表层与所述中间层之间设置有第一填充层，所述中间层与所述底层之间设置有第二填充层，所述表层与所述第一填充层之间、所述第一填充层与所述中间层之间、所述中间层与所述第二填充层之间和所述第二填充层与所述底层之间均通过树脂粘接。本发明采用上述结构的碳碳薄壁筒及其制作工艺，满足了碳碳薄壁筒强度高、重量低的特点，能够最大程度的提高工作效率，提高了单晶硅炉坩埚和热屏的内部装料空间，提高了碳碳产品套装生产能力。CN106917137ACN106917137A权利要求书1/1页1.一种碳碳薄壁筒，包括筒体，其特征在于：所述筒体由表层、中间层和底层构成,所述表层与所述中间层之间设置有第一填充层，所述中间层与所述底层之间设置有第二填充层，所述表层与所述第一填充层之间、所述第一填充层与所述中间层之间、所述中间层与所述第二填充层之间和所述第二填充层与所述底层之间均通过树脂粘接。2.根据权利要求1所述的碳碳薄壁筒，其特征在于：所述表层和所述底层均为12K聚丙烯腈基炭布。3.根据权利要求2所述的碳碳薄壁筒，其特征在于：所述中间层为无纬布。4.根据权利要求3所述的碳碳薄壁筒，其特征在于：所述第一填充层和所述第二填充层均为12K碳纤维束。5.根据权利要求4所述的碳碳薄壁筒，其特征在于：所述树脂为酚醛树脂，所述酚醛树脂中残炭率为40％至60％。6.一种如权利要求1-5所述的碳碳薄壁筒的制作工艺，其特征在于，包括以下步骤：A、制作基体：根据炭化后薄壁筒密度为1.1克每立方厘米，计算出树脂的喷涂量，将模具放置好，在模具上依次缠绕炭布、纤维束、无纬布、纤维束和炭布，每缠绕一层喷涂一层混合液，得到碳碳薄壁筒基体，所述混合液由树脂和无水乙醇制作而成；B、炭化处理：将碳碳薄壁筒放进炭化炉，进行升温、保温炭化，然后将模具取下来，得到炭化后的碳碳薄壁筒；C、高温处理：将上述炭化后的碳碳薄壁筒放进高温炉内处理，处理温度为1700-1900摄氏度，去除薄壁筒中灰分及杂质；D、化学气相沉积处理：将上述高温处理后的碳碳薄壁筒进行化学气相沉积，在化学气相沉积过程中通入碳源气体，控制内部的真空度，得到了所需密度的碳碳薄壁筒；E、机械处理：将上述碳碳薄壁筒进行后续加工，修整，得到尺寸要求的碳碳薄壁筒。7.根据权利要求6所述的碳碳薄壁筒的制作工艺，其特征在于：所述步骤A中的树脂与无水乙醇的质量比不小于4:1。8.根据权利要求6所述的碳碳薄壁筒的制作工艺，其特征在于：所述缠绕力度为320-520牛。9.根据权利要求6所述的碳碳薄壁筒的制作工艺，其特征在于：所述步骤B中炭化温度为900摄氏度，升温速度不大于100摄氏度/小时，保温时间为2-3小时。10.根据权利要求6所述的碳碳薄壁筒的制作工艺，其特征在于：所述步骤D中的碳源气体为天然气，真空度为1000-3000帕。2CN106917137A说明书1/3页碳碳薄壁筒及其制作工艺技术领域[0001]本发明涉及碳碳复合材料薄壁筒的加工技术领域，尤其是涉及一种碳碳薄壁筒及其制作工艺。背景技术[0002]目前单晶炉用保温筒多采用石墨材料或炭布缠绕，这种保温筒易损且占用空间大，另外目前单晶硅炉热场材料中坩埚、热屏外胆多采用碳碳复合材料，碳碳坩埚、热屏编织体密度仅为0.4-0.5g/cm3，极易变形，第一次增密定型时多采用壁厚为10mm以上的石墨工装，石墨工装壁厚且质量大，不易操作。传统用炭布直接缠绕、树脂作为粘结剂制作薄壁筒，制作薄壁筒的工艺中层间结构为炭布加树脂加炭布的结构，这种结构的薄壁筒层间结合力差且在树脂炭化过程中会产生气孔，还会降低结合强度，从而降低了性能。发明内容[0003]本发明的目的是提供一种碳碳薄壁筒及其制作工艺，满足了碳碳薄壁筒强度高、重量低的特点，能够最大程度的提高工作效率，提高了坩埚和热屏的内部空间，提高了套装碳碳产品能力。[0004]为实现上述目的，本发明提供了一种碳碳薄壁筒，包括筒体，所述筒体由表层、中间层和底层构成,所述表层与所述中间层之间设置有第一填充层，所述中间层与所述底层之间设置有第二填充层，所述表层与所述第一填充层之间、所述第一填充层与所