一种碳/碳多晶硅氢化炉隔热屏及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102167325A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102167325A(43)申请公布日2011.08.31(21)申请号201010606250.1(22)申请日2010.12.27(71)申请人蒋建纯地址410100湖南省长沙市国家级长沙经济技术开发区漓湘路98号4栋(72)发明人蒋建纯肖志英张弛潘纯纯陈志军(74)专利代理机构长沙星耀专利事务所43205代理人宁星耀(51)Int.Cl.C01B33/03(2006.01)C04B35/83(2006.01)C04B41/85(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称一种碳/碳多晶硅氢化炉隔热屏及其制备方法(57)摘要一种碳/碳多晶硅氢化炉隔热屏及其制备方法，该碳/碳多晶硅氢化炉隔热屏本体为“三明治夹心”结构，外表层和内表层由密度大于或等于1.2g/cm3的三维整体针刺炭毡或炭布增密而成，中间层由密度小于或等于0.25g/cm3的炭毡增密而成，隔热屏本体表面被覆有碳化硅防护层。其制备方法包括以下步骤：（1）按照设计要求制造隔热屏钢质胎膜；（2）隔热屏本体毛坯制备；（3）固化处理；（4）炭化处理；（5）脱钢质胎膜；（6）CVD增密处理；（7）对隔热屏两端进行机加工；（8）碳化硅防护层被覆；（9）高温纯化处理。本发明之碳/碳多晶硅氢化炉隔热屏保温性能、抗腐蚀性能和抗冲刷性能好，机械强度高，使用寿命长；使用净成型少切削工艺制造，生产成本低。CN1026735ACCNN110216732502167330A权利要求书1/2页1.一种碳/碳多晶硅氢化炉隔热屏，其特征在于，由隔热屏本体和碳化硅防护层构成，所述隔热屏本体为类“三明治夹心”结构，外表层和内表层为密度大于或等于1.2g/cm3的三维整体针刺炭毡或炭布增密而成，中间层为密度小于或等于0.25g/cm3的炭毡增密而成；碳化硅防护层被覆于隔热屏本体表面。2.一种碳/碳多晶硅氢化炉隔热屏的制备方法，其特征在于，步骤如下：（1）按照设计尺寸要求制造隔热屏钢质胎膜；（2）隔热屏本体毛坯制备：将均匀涂刷或浸渗有热固性树脂的炭纤维布或三维针刺整体毡一层层缠绕于钢质胎膜上，缠绕的厚度符合设计要求时，即为内表层；接着一层层缠绕已浸润有热固性树脂的软炭毡，缠绕的厚度符合设计要求时即为中间层，再一层层缠绕已浸润热固性树脂的炭纤维布或三维针刺整体毡，缠绕的整体厚度等于设计尺寸要求时即为外表层，结束缠绕工序，然后利用外力压实，形成类“三明治夹心”结构的隔热屏本体毛坯；（3）固化处理：将步骤（2）制得之隔热屏本体毛坯连同钢胎膜一起放入烘箱，在150～340℃进行固化处理300～600分钟，得隔热屏本体坯体；（4）炭化处理：将步骤（3）制得之带钢质胎膜的隔热屏本体坯体放入炭化炉，在600～800℃进行炭化处理20～60小时，使树脂转化为树脂碳，形成碳/碳复合材料隔热屏本体半成品；（5）脱钢质胎膜：将步骤（3）制得之碳/碳复合材料隔热屏本体半成品脱钢质胎膜，清理干净；（6）CVD增密处理：将碳/碳复合材料隔热屏本体半成品放入化学气相沉积炉中，用碳源气体进行CVD增密，沉积时间为40～100小时，至整体密度达到≥0.30g/cm3；（7）机加工：将步骤（6）所得隔热屏本体半成品按照图纸技术要求进行两端面的车削或钻孔，加工成所需尺寸的隔热屏本体；（8）碳化硅防护层被覆：①在隔热屏本体内外表面及端面涂布含硅涂层,涂层厚度为20~50μm；②将涂覆完毕的隔热屏晾3～5小时，再置于烘箱中，于140～200℃保温1.0～3.5小时烘干；③将烘干的隔热屏置于化学气相沉积炉中，在温度为900℃~1500℃，用碳源气体沉积10~60小时，使隔热屏内外表面、端面和槽、孔表面的涂层转化为硬质碳化硅涂层；（9）高温纯化处理：将步骤（8）制得之被覆有硬质碳化硅涂层的隔热屏置于1800～2200℃高温炉中，保温4～10小时，除掉有害杂质，形成原位生成碳化硅防护层，即成。3.根据权利要求2所述的碳/碳多晶硅氢化炉隔热屏的制备方法，其特征在于，所述炭纤维布为3K、6K或12K炭纤维布。4.根据权利要求2所述的碳/碳多晶硅氢化炉隔热屏的制备方法，其特征在于，所述三维针刺整体毡是由12K大丝束炭纤维无纬布与网胎针刺而成，炭毡中无纬布占总重量65%～85%，其余为网胎。5.根据权利要求2-4之一所述的碳/碳多晶硅氢化炉隔热屏的制备方法，其特征在于，所述热固性树脂为酚醛树脂或呋喃树脂或沥青。6.根据权利要求2-4之一所述的碳/碳多晶硅氢化炉隔热屏的制备方法，其特征在于，2CCNN110216732502167330A权利要求书2/2页所述含硅涂层是由热固性树脂、硅粉和石墨粉组成，三者的质量比为热固性树脂:硅粉:石墨粉