一种用于碳纤维石墨化的微波加热腔体.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CN110257960A(43)申请公布日2019.09.20(21)申请号201910636468.2(22)申请日2019.07.15(71)申请人中国科学院合肥物质科学研究院地址230031安徽省合肥市蜀山湖路350号(72)发明人朱梁王瑶瑶刘成周张俊杰刘胜王中丽马文东吴则革单家芳刘甫坤(74)专利代理机构安徽合肥华信知识产权代理有限公司34112代理人张果果(51)Int.Cl.D01F9/12(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种用于碳纤维石墨化的微波加热腔体(57)摘要本发明公开了一种用于碳纤维石墨化的微波加热腔体，在碳纤维入口和碳纤维出口之间设有玻璃管，在碳纤维出口的加热腔体过渡管上开有多个测温孔，通过红外探头观测温度，进气口连接有惰性气体源，在加热腔体上还安装有调谐螺钉，在加热腔体的左侧面上还设有馈电端口，固态微波源通过耦合器连接馈电端口，在加热腔体内还安装有与玻璃管平行的耦合杆，所述的耦合杆的一端与馈电端口连接。本发明在加热腔体主体上有进气口和出气口，并有一定的压力，这样就既可以对玻璃管进行冷却，同时也避免的碳纤维的扰动；在碳纤维的输出端，利用红外探头对其进行直接测温，且预留了多个测温孔，方便对碳纤维的温度进行对比检测。CN110257960ACN110257960A权利要求书1/1页1.一种用于碳纤维石墨化的微波加热腔体，其特征在于：包括有加热腔体，在加热腔体的左右侧面上分别设有碳纤维入口和碳纤维出口，在碳纤维入口和碳纤维出口之间设有玻璃管，在碳纤维入口和碳纤维出口上分别连接有加热腔体过渡管，在碳纤维出口的加热腔体过渡管上开有多个测温孔，通过红外探头观测温度，在加热腔体的上面和下面分别开有进气口和出气口，进气口连接有惰性气体源，在加热腔体上还安装有调谐螺钉，在加热腔体的左侧面上还设有馈电端口，固态微波源通过耦合器连接馈电端口，在加热腔体内还安装有与玻璃管平行的耦合杆，所述的耦合杆的一端与馈电端口连接。2.根据权利要求1所述的一种用于碳纤维石墨化的微波加热腔体，其特征在于：所述的馈电端口为DIN7-16型同轴线馈电结构。3.根据权利要求1所述的一种用于碳纤维石墨化的微波加热腔体，其特征在于：所述的固态微波源频率为433MHz或915MHz或2450MHz，带宽为10MHz-100MHz，功率为0-1KW可调。4.根据权利要求1所述的一种用于碳纤维石墨化的微波加热腔体，其特征在于：所述的惰性气体源的压力为1bar-10bar。5.根据权利要求1所述的一种用于碳纤维石墨化的微波加热腔体，其特征在于：所述的测温孔直径为2-10mm。6.根据权利要求1所述的一种用于碳纤维石墨化的微波加热腔体，其特征在于：所述的耦合杆为实心铜杆，直径在5mm-10mm之间。7.根据权利要求1所述的一种用于碳纤维石墨化的微波加热腔体，其特征在于：所述的调谐螺钉为直径10mm、长度10mm-30mm的钢制螺丝，通过调节螺丝旋入加热腔体内的长度来改变电磁场分布。2CN110257960A说明书1/3页一种用于碳纤维石墨化的微波加热腔体技术领域[0001]本发明涉及碳纤维加工技术领域，尤其涉及一种用于碳纤维石墨化的微波加热腔体。背景技术[0002]碳纤维（carbonfiber，简称CF），是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。在高温的条件下，碳纤维中石墨微晶沿轴取向度增加，尺寸增大，完善度扩大，碳纤维石墨化温度必须要在2000℃以上，才能形成高模量、高强度的碳纤维。目前国际上通用的石墨化碳纤维工艺是采用石墨化炉，包括高频石墨化炉和电阻石墨化炉，石墨化炉设备造价高昂，加热效率低，连续运行工作寿命短，不能满足高强度或高模量碳纤维低成本、大批量连续生产要求。[0003]微波加热不同于一般的由外部热源通过辐射由表及里的传导式加热，而是材料在电磁场中由于介质损耗而引起的体积加热。微波加热碳纤维就是基于这一原理。随着微波加热技术的成熟，我们将微波加热的方式引入到碳纤维石墨化的过程。微波加热可以有效的解决传统高温炉加热的碳纤维表面和内部芯部温度不均的“皮芯”现象，寿命长，成本低。发明内容[0004]本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种用于碳纤维石墨化的微波加热腔体。[0005]本发明是通过以下技术方案实现的：一种用于碳纤维石墨化的微波加热腔体，包括有加热腔体，在加热腔体的左右侧面上分别设有碳纤维入口和碳纤维出口，在碳纤维入口和碳纤维出口之间设有玻璃管，在碳纤维入口和碳纤维出口上分别连接有加热腔体过渡管，在碳纤维出口的加热腔体过渡