一种制备碳碳复合材料的设备的制作方法

1.本发明涉及c/c复合材料的生产设备，尤其涉及一种制备碳碳复合材料的设备。


背景技术：

2.高温石墨化炉是用于制造c/c复合材料的关键设备。由化学气相沉积制备的c/c复合材料中，其各组元的基本结构都为乱层结构或介于乱层结构与石墨晶体结构之间的过渡型，故在后续的制备生产过程中个，需要将c/c复合材料进行高温热处理，使乱层结构向石墨晶体结构转化，从而提高c/c复合材料的使用强度及性能，这一高温热处理过程也被称之为是对c/c复合材料的高温石墨化过程。目前市场上c/c复合材料高温石墨化炉为专用设备，设备造价较高。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种降低加热器的制作难度和成本的制备碳碳复合材料的设备。
4.为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
5.一种制备碳碳复合材料的设备，包括上炉体、下炉体、安装平台和下炉体升降系统，所述上炉体设于安装平台上，所述下炉体升降系统设于安装平台的下方，所述下炉体设于下炉体升降系统上，所述上炉体内设有上隔热笼，，所述上炉体内顶壁设有铜电极和设于铜电极下端的石墨电极，所述石墨电极伸入上隔热笼内，所述上隔热笼内设有环形加热器，所述环形加热器通过角连接器与石墨电极连接，所述下炉体内设有下隔热笼，所述下隔热笼的底部设有支撑台，所述下炉体内底壁设有石墨立柱，所述石墨立柱伸入下隔热笼内，所述下隔热笼与支撑台均由石墨立柱支撑，所述上炉体与下炉体围成炉腔，所述上隔热笼与下隔热笼围成加热腔，所述环形加热器包括多个加热竖板，各加热竖板沿环形间隔布置，相邻两个加热竖板可拆卸的连接。
6.作为上述技术方案的进一步改进，相邻两个加热竖板通过连接横板连接.
7.作为上述技术方案的进一步改进，所述加热竖板和连接横板沿环形方向呈s形布置。
8.作为上述技术方案的进一步改进，单个加热竖板的上端与前一个连接横板连接，下端与后一个连接横板连接。
9.作为上述技术方案的进一步改进，所述加热竖板与连接横板通过螺栓连接。
10.作为上述技术方案的进一步改进，所述环形加热器的竖向长度为l1，所述加热腔的竖向深度为l2，l1＞0.5l2。
11.作为上述技术方案的进一步改进，所述环形加热器共设有六个角连接器，分别与上炉体内顶壁下方的六个石墨电极连接。
12.作为上述技术方案的进一步改进，所述上隔热笼与上炉体内的顶壁连接，所述下炉体内的底壁设有石墨立柱，所述下隔热笼由石墨立柱支撑。
13.作为上述技术方案的进一步改进，所述下炉体升降系统包括至少两组升降丝杠组件，所述升降丝杠组件包括升降丝杠、安装座和电机，所述升降丝杠可转动设于安装座上，所述下炉体与升降丝杠的螺母连接，所述电机用于驱动升降丝杠旋转。
14.作为上述技术方案的进一步改进，还包括排气系统，所述下炉体的底部设有进气口。与现有技术相比，本发明的优点在于：
15.本发明的制备碳碳复合材料的设备，由于c/c复合材料制品的外形轮廓大多为环形，为此，将加热器设置成环形，从而使得该炉体更适用于c/c复合材料的生产；由于c/c复合材料制品的装料高度高，因此要求加热竖板的竖向长度大，再加上是环形设计，如果采用一个加热板绕城环形，增加了环形加热器的制作难度，而且这样的一个大长度的加热板本技术也是难以制作的，为此，本实施例将环形加热器分割成由多个加热竖板，各加热竖板之间均为可拆卸的连接，这样环形加热器可以由多个小段的加热竖板拼接形成，降低了加热器的制作难度，而且即使一个加热竖板损坏或者异常，也不需要更换整个加热器，降低了成本。
附图说明
16.图1是本发明的制备碳碳复合材料的设备的主视图。
17.图2是本发明的制备碳碳复合材料的设备的侧视图。
18.图3是本发明中上炉体与下炉体的结构示意图。
19.图4是本发明中上炉体与下炉体分离的状态示意图。
20.图5是本发明中上隔热笼与下隔热笼及其内部结构示意图。
21.图6是图5的俯视图。
22.图7是本发明中环形加热器的主视图。
23.图8是本发明中环形加热器的俯视图。
24.图中各标号表示：
25.1、上炉体；11、进气口；2、下炉体；21、支撑台；22、石墨立柱；3、安装平台；4、下炉体升降系统；41、升降丝杠；42、安装座；51、上隔热笼；52、下隔热笼；61、铜电极；62、角连接器；63、石墨电极；7、环形加热器；71、加热竖板；72、连接横板；73、螺栓；8、排气系统；9、c/c复合材料制品。
具体实施方式
26.以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
27.如图1至图8所示，本实施例的制备碳碳复合材料的设备，包括上炉体1、下炉体2、安装平台3和下炉体升降系统4，上炉体1设于安装平台3上，下炉体升降系统4设于安装平台3的下方，下炉体2设于下炉体升降系统4上，上炉体1内设有上隔热笼51，上炉体1内顶壁设有铜电极61，铜电极61下端套一个石墨电极63，石墨电极63伸入上隔热笼51内，上隔热笼51内设有环形加热器7，环形加热器7通过角连接器62与石墨电极63连接，下炉体2内设有下隔热笼52，下隔热笼52的底部设有支撑台21，下炉体2内底壁设有石墨立柱22，石墨立柱22伸入下隔热笼2内，下隔热笼52与支撑台21均由石墨立柱22支撑，上炉体1与下炉体2围成炉腔，上隔热笼51与下隔热笼52围成加热腔，环形加热器7包括多个加热竖板71，各加热竖板
71沿环形间隔布置，相邻两个加热竖板71可拆卸的连接。
28.该设备炉体分为上炉体1、下炉体2，方便进入c/c复合材料制品9，上料时，下炉体升降系统4驱动下炉体2下降与上炉体1分离，将c/c复合材料制品9放在下炉体2的支撑台21上，然后，下炉体升降系统4驱动下炉体2上升与上炉体1合体，抽真空，通过环形加热器7进行加热，加热至1900℃，热处理工艺时长5h，停炉冷却，最终完成c/c制品的高温石墨化处理，可用于直拉单晶用c/c坩埚、导流筒、保温筒等产品制备过程中的高温石墨化处理。
29.由于c/c复合材料制品9的外形轮廓为环形，为此，将加热器设置成环形，从而使得该设备更适用于c/c复合材料的生产。由于c/c复合材料制品9的装料高度大，因此要求加热竖板71的竖向长度大，再加上是环形设计，如果采用一个加热板绕城环形，增加了环形加热器的制作难度，而且这样的一个大长度的加热板本技术也是难以制作的，为此，本实施例将环形加热器7分割成由多个加热竖板71，各加热竖板71之间均为可拆卸的连接，这样环形加热器7可以由多个小段的加热竖板71拼接形成，降低了加热器的制作难度，而且即使一个加热竖板71损坏或者异常，也不需要更换整个加热器，降低了成本。
30.本实施例中，环形加热器7的竖向长度为l1，加热腔(上隔热笼51与下隔热笼52围成的腔体)竖向深度为l2，l1＞0.5l2。正是因为c/c复合材料制品9的装料高度大，因此要求环形加热器7的竖向长度大。为了合理利用上下隔热笼的空间，致使隔热笼深度不要过大，将支撑台21紧靠隔热笼的底部设置，减少支撑台21占用高度，从而使隔热笼的深度最大化的利用。
31.本实施例中，相邻两个加热竖板71通过连接横板72连接。单个加热竖板71的上端与前一个连接横板72连接，下端与后一个连接横板72连接。加热竖板71和连接横板72沿环形方向呈s形布置。加热竖板71与连接横板72通过螺栓73连接。
32.本实施例中，环形加热器7共设有六个角连接器62，分别与上炉体1内顶壁下方的六个石墨电极63连接，如图6所示。
33.本实施例中，上隔热笼51与上炉体1内的顶壁连接，下炉体2内的底壁设有石墨立柱22，下隔热笼52由石墨立柱22支撑。
34.本实施例中，下炉体升降系统4包括三组升降丝杠组件，升降丝杠组件包括升降丝杠41、安装座42和电机(图中未示出)，升降丝杠41可转动设于安装座42上，下炉体2与升降丝杠41的螺母连接，电机用于驱动升降丝杠41旋转。需要说明的是，除本实施例外，升降丝杠组件的组数也可以为两组或者大于三组。
35.本实施例中，制备碳碳复合材料的设备还包括排气系统8，下炉体1的底部设有进气口11。
36.虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。