专利名称：双向液相渗硅石墨工装的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种渗硅石墨制备工装，尤其是涉及一种双向液相渗硅石墨工装。
背景技术：
渗硅石墨是指具有一定厚度的碳化硅/硅涂层的炭基复合材料。由于渗硅石墨具 备炭石墨材料和碳化硅材料的双重性能，具有优异的热性能、电性能以及抗氧化、耐化学腐 蚀等特点，被广泛应用于化工、冶金及宇航和核工业等领域。渗硅石墨一般有三种制备方法化学气相沉积法、化学气相反应法和液硅渗透反 应法等。其中液硅渗透反应法以其低成本、一次成型等优势而被广泛研究，但是，传统液硅 渗透反应法采用单一方向的液硅渗透反应，往往导致工件沉积不均勻、工件易开裂等现象， 影响工件的制备效率和成品率。
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，提供一种双向 液相渗硅石墨工装，其结构简单，设计合理，操作便捷，提高了渗硅效率，工件中硅料沉积均 勻，避免了加工工件的开裂，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双向液相渗硅石墨工 装，其特征在于包括设置在加工工件顶端的上装料坩埚和设置在加工工件底端的下装料 坩埚，所述上装料坩埚的坩埚底部设有多个出料孔，所述加工工件底端与装在下装料坩埚 中的固体硅料之间设置有与下装料坩埚相配合的多孔支架。上述的双向液相渗硅石墨工装，所述上装料坩埚的坩埚壁从上装料坩埚的坩埚底 部径向向下延伸5cm-20cm。上述的双向液相渗硅石墨工装，所述上装料坩埚、下装料坩埚和多孔支架均由石 墨材料加工而成。上述的双向液相渗硅石墨工装，所述上装料坩埚和下装料坩埚均由高纯石墨加工 而成。上述的双向液相渗硅石墨工装，所述多孔支架由电极石墨加工而成。本实用新型与现有技术相比具有以下优点1、结构简单，设计合理本实用新型由设置在加工工件顶端的上装料坩埚和设置 在加工工件底端的下装料坩埚构成，且在上装料坩埚的坩埚底部设有多个出料孔，加工工 件底端与装在下装料坩埚中的固体硅料之间设置有多孔支架，实现了双向渗硅，结构简单 且设计新颖合理，操作便捷。2、提高了渗硅效率本实用新型采用上装料坩埚和下装料坩埚对加工工件进行双 向渗硅，实现了液相硅料的快速沉积及反应，大大提高了渗硅效率，节省了渗硅石墨的制备 时间。[0013]3、工件中硅料沉积均勻，避免了加工工件的开裂本实用新型通过在加工工件底 端与装在下装料坩埚中的固体硅料之间设置多孔支架，使得液相硅料在加工工件中沉积更 加均勻，有效避免了液相硅料沉积过程中过量的硅残留在加工工件中，由于材料热膨胀系 数不匹配而导致的加工工件开裂。4、使用效果好，便于推广使用本实用新型有效解决了现有单一方向液硅渗透过 程中工件沉积不均勻和易开裂的问题，制备渗硅石墨效率高、质量好；上装料坩埚的坩埚壁 从上装料坩埚的坩埚底部径向向下延伸5cm-20cm，能够更好地固定加工工件；本实用新型 的制造成本低，使用灵活方便，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为本实用新型的结构示意图。附图标记说明1-上装料坩埚；2-加工工件；3-下装料坩埚；4-多孔支架；5-固体硅料。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括设置在加工工件2顶端的上装料坩埚1和设置在加 工工件2底端的下装料坩埚3，所述上装料坩埚1的坩埚底部设有多个出料孔，所述加工工 件2底端与装在下装料坩埚3中的固体硅料5之间设置有与下装料坩埚3相配合的多孔支 架4，通过设置多孔支架4，使得液相硅料在加工工件2中沉积更加均勻，有效避免了液相硅 料沉积过程中过量的硅残留在加工工件2中，由于材料热膨胀系数不匹配而导致的加工工 件2开裂。如图1所示，本实施例中，所述上装料坩埚1的坩埚壁从上装料坩埚1的坩埚底部 径向向下延伸5cm-20cm，延伸长度根据上装料坩埚1大小的不同以及加工工件2大小的不 同灵活设置即可，用于更好地固定加工工件2。所述上装料坩埚1、下装料坩埚3和多孔支 架4均由石墨材料加工而成。所述上装料坩埚1和下装料坩埚3均由高纯石墨加工而成。 所述多孔支架4由电极石墨加工而成。实际使用过程中，根据加工工件2的不同，上装料坩 埚1和下装料坩埚3可以为圆形或方形，多孔支架4的形状和大小与下装料坩埚3的形状 和大小相配合，设置在上装料坩埚1的坩埚底部的出料孔的直径大小与多孔支架4上孔的 直径大小均根据加工工件2的加工需求而设置。采用本实用新型所述的双向液相渗硅石墨工装制备渗硅石墨，首先，在下装料坩 埚3中装入适量固体硅料5，接着将多孔支架4放置于下装料坩埚3中的固体硅料5之上， 然后将所要加工的加工工件2放置于多孔支架4之上，再将上装料坩埚1放置于加工工件 2之上并在上装料坩埚1中装入适量固体硅料5，准备工作完成；制备的加热过程中，上装料 坩埚1中的固体硅料5液化后受重力作用向下通过设置在上装料坩埚1坩埚底部的多个出 料孔渗透到加工工件2中并发生反应，下装料坩埚3中的固体硅料5受毛细管作用力向上 通过多孔支架4渗透到加工工件2中并发生反应，通过采用上装料坩埚1和下装料坩埚3 对加工工件2进行双向渗硅，实现了液相硅料的快速沉积及反应，大大提高了渗硅效率，节省了渗硅石墨的制备时间。 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1.一种双向液相渗硅石墨工装，其特征在于包括设置在加工工件( 顶端的上装料 坩埚(1)和设置在加工工件(2)底端的下装料坩埚(3)，所述上装料坩埚(1)的坩埚底部设 有多个出料孔，所述加工工件( 底端与装在下装料坩埚(3)中的固体硅料( 之间设置 有与下装料坩埚( 相配合的多孔支架(4)。
2.按照权利要求1所述的双向液相渗硅石墨工装，其特征在于所述上装料坩埚(1) 的坩埚壁从上装料坩埚(1)的坩埚底部径向向下延伸5cm-20cm。
3.按照权利要求1所述的双向液相渗硅石墨工装，其特征在于所述上装料坩埚(1)、 下装料坩埚(3)和多孔支架(4)均由石墨材料加工而成。
4.按照权利要求3所述的双向液相渗硅石墨工装，其特征在于所述上装料坩埚(1) 和下装料坩埚(3)均由高纯石墨加工而成。
5.按照权利要求3所述的双向液相渗硅石墨工装，其特征在于所述多孔支架由 电极石墨加工而成。
专利摘要本实用新型公开了一种双向液相渗硅石墨工装，包括设置在加工工件顶端的上装料坩埚和设置在加工工件底端的下装料坩埚，所述上装料坩埚的坩埚底部设有多个出料孔，所述加工工件底端与装在下装料坩埚中的固体硅料之间设置有与下装料坩埚相配合的多孔支架。本实用新型结构简单，设计合理，操作便捷，提高了渗硅效率，工件中硅料沉积均匀，避免了加工工件的开裂，使用效果好，便于推广使用。
文档编号C04B41/85GK201864672SQ201020621388
公开日2011年6月15日 申请日期2010年11月24日 优先权日2010年11月24日
发明者侯卫权, 张永辉, 彭志刚, 肖志超, 苏君明 申请人:西安超码科技有限公司