专利名称：一种圆筒件cvi狭缝定向流装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种化学气相沉积限气装置，尤其是涉及一种用于圆筒件的炭或 陶瓷质材料沉积的圆筒件CVI狭缝定向流装置。
背景技术：
炭/炭、炭/陶圆筒部件在航空航天领域、高温热场领域都有广泛的应用，其炭基 体、陶瓷基体的引入通常采用化学气相渗透(CVI，Chemical Vapor Infiltration)技术。 该方法制备的炭/炭、炭/陶瓷材料结构致密、性能好。目前，CVI技术可用于炭、碳化物、 氮化物、硼化物、氧化物等物质的沉积。但是，随着炭/炭、炭/陶圆筒部件尺寸的增大，传统等温等压CVI技术沉积效率 低、生产周期长、成本高、制备的产品密度均勻性差，已不能满足使用要求。而热梯度CVI、压 差CVI等新技术都对设备有较高的要求，并且存在着产品微观结构不均勻、产品易结壳等 缺点。前驱气体狭缝定向流动技术是一种高效CVI技术，通过将前驱气体限定在预制体 表面狭缝区域内流动，提高了前驱气体利用率，在预制体内、外建立了较大的浓度梯度，从 而得到了较高的沉积效率。中国专利200310115117. 6公开了一种利用狭缝定向流动技术 生产飞机刹车盘的方法，中国专利97181257. 8公开了一种圆柱部件的狭缝定向流动渗填 反应器，但对大尺寸炭/炭、炭/陶圆筒部件狭缝定向流动装置都未有提及。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种圆筒 件CVI狭缝定向流装置，其结构简单，设计合理，操作便捷，提高了大尺寸炭/炭、炭/陶圆 筒件的沉积效率，缩短了生产周期，生产的产品密度均勻，成本低，使用寿命长，实用性强， 使用效果好，便于推广使用。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是一种圆筒件CVI狭缝定向 流装置，其特征在于包括套装在圆筒件预制体内侧的内限气圆筒和套装在圆筒件预制体 外侧的外限气圆筒，所述内限气圆筒与圆筒件预制体之间以及外限气圆筒与圆筒件预制体 之间均设有宽度为0. 5mm-40mm的狭缝，所述内限气圆筒的上端和外限气圆筒的上端均设 置有多个吊孔。上述的一种圆筒件CVI狭缝定向流装置，所述内限气圆筒和外限气圆筒均为整体 结构或多节组装结构。上述的一种圆筒件CVI狭缝定向流装置，多节内限气圆筒两两之间自扣连接，多 节外限气圆筒两两之间自扣连接。上述的一种圆筒件CVI狭缝定向流装置，多节内限气圆筒两两之间采用炭/炭连 接板、炭/炭螺栓和炭/炭螺母连接，多节外限气圆筒两两之间采用炭/炭连接板、炭/炭 螺栓和炭/炭螺母连接。[0010]上述的一种圆筒件CVI狭缝定向流装置，所述内限气圆筒的上端和外限气圆筒的 上端均均勻设置有四个吊孔。上述的一种圆筒件CVI狭缝定向流装置，所述内限气圆筒和外限气圆筒均由二维 炭/炭复合材料制成。本实用新型与现有技术相比具有以下优点1、本实用新型设计的圆筒件CVI狭缝定向流装置，将前驱气体狭缝定向流技术用 于圆筒件的制备，提高了大尺寸炭/炭、炭/陶瓷圆筒件的沉积效率，缩短了生产周期，降低 了生产成本，生产的产品密度均勻，质量好。2、本实用新型由内限气圆筒和外限气圆筒套装而成，在内限气圆筒的上端和外限 气圆筒的上端均设置有四个吊孔，结构简单且设计合理。3、本实用新型提出了多节式限气圆筒结构，提高了限气装置的可设计性，使装置 高度不受制造设备的限制，并允许对损坏部件进行替换修复，增加了装置利用率，延长了装 置的使用寿命。4、本实用新型选用二维炭/炭复合材料制成，制备成本低，重复利用率高；普通技 术人员即可操作，操作便捷，实用性强。5、本实用新型的使用效果好，便于推广使用。下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本实用新型实施例1的半剖视图。图2为本实用新型实施例2的半剖视图。图3为本实用新型实施例3的半剖视图。图4为图3的A部放大图。附图标记说明1-内限气圆筒；2-圆筒件预制体；3-外限气圆筒；4-狭缝；5-吊孔；6-炭/炭连接板；7-炭/炭螺栓；8-炭/炭螺母。
具体实施方式
实施例1如图1所示，本实用新型包括套装在圆筒件预制体2内侧的内限气圆筒1和套装 在圆筒件预制体2外侧的外限气圆筒3，所述内限气圆筒1与圆筒件预制体2之间以及外限 气圆筒3与圆筒件预制体2之间均设有宽度为0. 5mm-40mm的狭缝4，所述内限气圆筒1的 上端和外限气圆筒3的上端均设置有多个吊孔5。本实施例中，所述内限气圆筒1和外限气圆筒3均为整体结构。所述内限气圆筒 1的上端和外限气圆筒3的上端均均勻设置有四个吊孔5。所述内限气圆筒1和外限气圆 筒3均由二维炭/炭复合材料制成。另外，所述内限气圆筒1和外限气圆筒3也可由炭布 浸渍树脂卷绕制而成，在高于900°C的沉积环境下使用一次后转变为二维炭/炭复合材料， 可多次重复使用。所述内限气圆筒1与圆筒件预制体2之间以及外限气圆筒3与圆筒件预制体2之间均设有宽度为0. 5mm的狭缝4。具体操作时，圆筒件预制体2的尺寸是确定的，内限气圆筒1和外限气圆筒3的尺 寸都要依据其中装入的圆筒件预制体2的尺寸确定并制备，使用时，可先将圆筒件预制体2 放入炉内内，然后将内限气圆筒1和外限气圆筒3分别通过吊孔5吊入炉内，内限气圆筒1 位于圆筒件预制体2的内部，外限气圆筒3位于圆筒件预制体2的外部。前驱气体由圆筒 件预制体2的底部引入。以丙烯为前驱气体，气体流量控制在2. 5m3/h，外径IOOOmm壁厚 25mm、高度1200mm、初始密度0. 40g/cm3的炭纤维针刺预制在此装置中进行化学气相沉积 50h，密度达到1. 05g/cm3，前驱体利用率达到35%。实施例2如图2所示，本实施例与实施例1不同的是，所述内限气圆筒1和外限气圆筒3均 为多节组装结构。多节内限气圆筒1两两之间自扣连接，多节外限气圆筒3两两之间自扣 连接。优选地，所述内限气圆筒1与圆筒件预制体2之间以及外限气圆筒3与圆筒件预制 体2之间均设有宽度为20mm的狭缝4。其余结构与实施例1相同。本实施例的操作方法与实施例1相同。以天然气为前驱气体，气体流量控制在 7. 5m7h，外径1500mm、壁厚25mm、高度1800mm、初始密度0. 60g/cm3的炭纤维针刺预制在此 装置中进行化学气相沉积90h，密度达到1. 13g/cm3，前驱体利用率达到30%。实施例3如图3和图4所示，本实施例与实施例2不同的是，多节内限气圆筒1两两之间采 用炭/炭连接板6、炭/炭螺栓7和炭/炭螺母8连接，多节外限气圆筒3两两之间采用炭 /炭连接板6、炭/炭螺栓8和炭/炭螺母8连接。优选地，所述内限气圆筒1与圆筒件预 制体2之间以及外限气圆筒3与圆筒件预制体2之间均设有宽度为40mm的狭缝4。其余结 构与实施例2相同。本实施例的操作方法与实施例1和实施2相同，以甲烷为前驱气体，气体流量控制 在14m7h，外径1600mm、壁厚30mm、高度2000mm、初始密度0. 50g/cm3的炭纤维针刺预制在 此装置中进行化学气相沉积85h，密度达到1. lOg/cm3，前驱体利用率达到观％。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根 据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍 属于本实用新型技术方案的保护范围内。
权利要求1.一种圆筒件CVI狭缝定向流装置，其特征在于包括套装在圆筒件预制体O)内 侧的内限气圆筒(1)和套装在圆筒件预制体( 外侧的外限气圆筒(3)，所述内限气圆筒 (1)与圆筒件预制体(2)之间以及外限气圆筒(3)与圆筒件预制体(2)之间均设有宽度为 0. 5mm-40mm的狭缝G)，所述内限气圆筒(1)的上端和外限气圆筒(3)的上端均设置有多 个吊孔(5)。
2.按照权利要求1所述的一种圆筒件CVI狭缝定向流装置，其特征在于所述内限气 圆筒(1)和外限气圆筒(3)均为整体结构或多节组装结构。
3.按照权利要求2所述的一种圆筒件CVI狭缝定向流装置，其特征在于多节内限气 圆筒⑴两两之间自扣连接，多节外限气圆筒⑶两两之间自扣连接。
4.按照权利要求2所述的一种圆筒件CVI狭缝定向流装置，其特征在于多节内限气 圆筒(1)两两之间采用炭/炭连接板(6)、炭/炭螺栓(7)和炭/炭螺母(8)连接，多节外 限气圆筒( 两两之间采用炭/炭连接板(6)、炭/炭螺栓(8)和炭/炭螺母(8)连接。
5.按照权利要求1或2所述的一种圆筒件CVI狭缝定向流装置，其特征在于所述内 限气圆筒⑴的上端和外限气圆筒⑶的上端均均勻设置有四个吊孔(5)。
6.按照权利要求1或2所述的一种圆筒件CVI狭缝定向流装置，其特征在于所述内 限气圆筒(1)和外限气圆筒C3)均由二维炭/炭复合材料制成。
专利摘要本实用新型公开了一种圆筒件CVI狭缝定向流装置，包括套装在圆筒件预制体内侧的内限气圆筒和套装在圆筒件预制体外侧的外限气圆筒，所述内限气圆筒与圆筒件预制体之间以及外限气圆筒与圆筒件预制体之间均设有宽度为0.5mm-40mm的狭缝，所述内限气圆筒的上端和外限气圆筒的上端均设置有多个吊孔。本实用新型结构简单，设计合理，操作便捷，提高了大尺寸炭/炭、炭/陶圆筒件的沉积效率，缩短了生产周期，生产的产品密度均匀，成本低，使用寿命长，实用性强，使用效果好，便于推广使用。
文档编号C23C16/455GK201901702SQ20102063608
公开日2011年7月20日 申请日期2010年12月1日 优先权日2010年12月1日
发明者常新, 肖志超, 苏君明, 陈青华 申请人:西安超码科技有限公司