本實(shí)用新型涉及一種工裝，尤其涉及一種適用于熔融滲硅法生產(chǎn)碳陶復(fù)合材料的碳碳工裝。

背景技術(shù)：

碳/陶剎車材料是近年來繼粉末冶金材料和炭/炭復(fù)合材料之后發(fā)展的一種高性能剎車材料，在高速列車、汽車、飛機(jī)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。目前，碳/陶剎車材料的制備工藝主要有3種：化學(xué)氣相滲透(CVI)工藝、先驅(qū)體浸漬-熱解(PIP)工藝和熔融滲硅(RMI)工藝。與CVI和PIP工藝相比，RMI工藝具有制備周期短、成本低和近凈尺寸成型等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為具有競(jìng)爭(zhēng)力的工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)，是目前國內(nèi)外生產(chǎn)碳/陶剎車材料主要生產(chǎn)工藝。

熔融滲硅法生產(chǎn)碳/陶剎車材料的過程中需要將碳碳復(fù)合材料坯體進(jìn)行滲硅反應(yīng)，現(xiàn)有技術(shù)的滲硅反應(yīng)操作采用立式圓筒結(jié)構(gòu)的石墨反應(yīng)室，反應(yīng)室分為下部熔硅區(qū)和上部反應(yīng)區(qū)兩部分，將待處理的碳/碳復(fù)合材料坯體置于反應(yīng)室的上部反應(yīng)區(qū)中，將硅料置于反應(yīng)室的下部熔硅區(qū)加熱生成熔融硅；熔硅區(qū)和反應(yīng)區(qū)用墊塊隔開；加熱所述反應(yīng)室升溫至1650℃～2000℃并抽真空，保溫2～8小時(shí)，熔融硅通過墊塊進(jìn)入反應(yīng)室的上部反應(yīng)區(qū)，被炭/炭復(fù)合材料坯體表面吸附并與其反應(yīng)生成碳化硅，自然或控制降溫至反應(yīng)室溫度低于150℃，即得到碳/陶剎車材料。因石墨材料的力學(xué)性能偏低，上述的石墨反應(yīng)室、熔硅坩堝、支柱及蓋板在高溫環(huán)境與硅液及硅蒸汽反應(yīng)生產(chǎn)碳化硅。由于生產(chǎn)過程中反復(fù)升、降溫和熱應(yīng)力的作用，極易開裂，使用壽命短；同時(shí)因反應(yīng)室開裂嚴(yán)重影響產(chǎn)品的滲硅效果。導(dǎo)致在批量生產(chǎn)碳/陶剎車材料產(chǎn)品質(zhì)量的一致性不穩(wěn)定和生產(chǎn)效率低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有熔融滲硅法生產(chǎn)碳陶復(fù)合材料的石墨反應(yīng)室存在的不足，提供一種適用于熔融滲硅法生產(chǎn)碳陶復(fù)合材料的碳碳工裝。

本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：

一種適用于熔融滲硅法生產(chǎn)碳陶復(fù)合材料的碳碳工裝，包括若干個(gè)彼此上下連接的圓筒結(jié)構(gòu)的反應(yīng)室，所述反應(yīng)室的底面上設(shè)有盛放硅粉的坩堝，所述坩堝內(nèi)部擺放有若干墊塊，所述墊塊的上方放置有待硅化工件坯體，所述反應(yīng)室的頂部通過上蓋板密封，所述反應(yīng)室、坩堝、墊塊和上蓋板均由碳碳復(fù)合材料制成。

本實(shí)用新型的有益效果是：碳碳復(fù)合材料具有高溫強(qiáng)度高、抗熱震性能好，與硅液及硅蒸汽反應(yīng)生成碳/碳-碳化硅后力學(xué)性能更高的優(yōu)點(diǎn)，反復(fù)使用不開裂，可重復(fù)使用且使用壽命長。能有效解決石墨工裝易開裂、使用壽命短的缺點(diǎn)，滲硅效果好，材料性能一致性穩(wěn)定。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型反應(yīng)室結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型工裝使用狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖1和圖2中，1、反應(yīng)室；2、坩堝；3、硅粉；4、墊塊；5、待硅化工件坯體；6、上蓋板

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。

如圖1、2所示，一種適用于熔融滲硅法生產(chǎn)碳陶復(fù)合材料的碳碳工裝，包括若干個(gè)彼此上下連接的圓筒結(jié)構(gòu)的反應(yīng)室1，反應(yīng)室的底面上設(shè)有盛放硅粉3的坩堝2，坩堝內(nèi)部擺放有若干墊塊4，墊塊的上方放置有待硅化工件坯體5，反應(yīng)室的頂部通過上蓋板6密封，反應(yīng)室、坩堝、墊塊和上蓋板均由碳碳復(fù)合材料制成。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

1.一種適用于熔融滲硅法生產(chǎn)碳陶復(fù)合材料的碳碳工裝，包括若干個(gè)彼此上下連接的圓筒結(jié)構(gòu)的反應(yīng)室，所述反應(yīng)室的底面上設(shè)有盛放硅粉的坩堝，所述坩堝內(nèi)部擺放有若干墊塊，所述墊塊的上方放置有待硅化工件坯體，所述反應(yīng)室的頂部通過上蓋板密封，所述反應(yīng)室、坩堝、墊塊和上蓋板均由碳碳復(fù)合材料制成。

技術(shù)總結(jié)

本實(shí)用新型涉及一種適用于熔融滲硅法生產(chǎn)碳陶復(fù)合材料的碳碳工裝，包括若干個(gè)彼此上下連接的圓筒結(jié)構(gòu)的反應(yīng)室，所述反應(yīng)室的底面上設(shè)有盛放硅粉的坩堝，所述坩堝內(nèi)部擺放有若干墊塊，所述墊塊的上方放置有待硅化工件，所述反應(yīng)室的頂部通過上蓋板密封，所述反應(yīng)室、坩堝、墊塊和上蓋板均由碳碳復(fù)合材料制成。本實(shí)用新型的有益效果是：碳碳復(fù)合材料具有高溫強(qiáng)度高、抗熱震性能好，與硅液及硅蒸汽反應(yīng)生成碳/碳?碳化硅后力學(xué)性能更高的優(yōu)點(diǎn)，反復(fù)使用不開裂，可重復(fù)使用且使用壽命長。

技術(shù)研發(fā)人員：閆根成;欒吉?jiǎng)?魏金華;孫永濤

受保護(hù)的技術(shù)使用者：煙臺(tái)魯航炭材料科技有限公司

文檔號(hào)碼：201720260445

技術(shù)研發(fā)日：2017.03.17

技術(shù)公布日：2017.10.13