一种多工位化学气相沉积炉的制作方法

本实用新型涉及沉积设备领域，尤其涉及一种多工位化学气相沉积炉。

背景技术：

炭/炭复合材料是碳纤维增强碳基体的一种高性能复合材料，具有强度高、耐腐蚀、惰性或保护气氛下使用温度达3000℃、可设计性强等特点，在晶体生长炉和多晶硅氢化炉热场材料方面已得到广泛应用。尤其是，随着炉型尺寸日益趋于大型化，炭/炭复合材料相比石墨材料更具有优势。

CVD化学气相沉积炉是利用化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition)的原理，将参与化学反应的物质，加热到一定工艺温度，在真空泵抽气系统产生的引力作用下，引至沉积室进行反应、沉积，生成新的固态物质。

采用化学气相沉积/渗透(CVD/CVI)技术制备的炭/炭复合材料具有结构致密、微裂纹少、热解碳结构可控等特点。现有化学气相沉积设备大多为立式炉、卧式炉两种。立式炉的优点是底部进气，气体流动顺畅，沉积效果较好；缺点是装炉量少，通常为单沉积室沉积；进、出炉时需要行车吊运，工件进、出炉不方便。卧式炉的优点是进、出炉方便、比较快捷；缺点是需要配套的操作平台，进气方式为侧面进气导致气流只能横向流动，易在产品表面积碳，沉积效果不佳。

技术实现要素：

针对现有技术中立式沉积炉与卧式沉积炉的缺点，本实用新型的目的是提供一种多工位化学气相沉积炉，同时继承了立式沉积炉和卧式沉积炉的优点；能够很好地实现装炉量大，工件进、出炉方便，沉积效果较佳。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案是：一种多工位化学气相沉积炉，包括上炉体、下炉体与升降机构；

所述下炉体通过升降机构连接在上炉体的正下方，所述下炉体与升降机构固定相连并相对所述上炉体在竖向上具有升降移动的行程，所述上炉体内部具有炉腔，所述上炉体的底部设有能够随着下炉体移动而打开或封闭所述炉腔的炉门；

所述下炉体的顶部固设有若干能够随着下炉体移动而封闭在所述炉腔内的沉积组件与发热体。

作为上述技术方案的进一步改进，所述升降机构包括气缸、液压油缸、齿轮齿条结构或曲柄滑块机构。

作为上述技术方案的进一步改进，所述升降机构包括电机组件、升降丝杆及螺套，所述升降丝杆的一端与电机组件的输出端传动相连，所述升降丝杆的另一端与所述螺套螺纹连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述升降丝杆依次穿过上炉体、下炉体后位于下炉体的下方，所述升降丝杆与上炉体转动相连，所述螺套与所述下炉体固定连接或一体设置。

作为上述技术方案的进一步改进，所述升降丝杆位于下炉体下方的一端上设有阻挡块。

作为上述技术方案的进一步改进，所述升降机构的数量至少为三个，若干升降机构呈环形均匀分布在上炉体和/或下炉体周围。

作为上述技术方案的进一步改进，所述沉积组件包括支撑件与沉积件，所述沉积件通过支撑件固定连接在下炉体上，所述沉积件的内部设有沉积室，所述沉积件的底部设有与沉积室连通的进气孔，所述沉积件的顶部设有与沉积室连通的出气孔。

作为上述技术方案的进一步改进，所述进气孔的孔径大于出气孔的孔径，所述出气孔的孔径在15mm以下。

作为上述技术方案的进一步改进，所述上炉体包括上炉壁以及固设在上炉壁的内壁上的上保温层，所述上保温层环绕在炉腔的周围；所述下炉体包括下炉壁以及固设在下炉壁的顶部的下保温层，所述下保温层位于炉腔的正下方，所述沉积组件与发热体固设在下保温层上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述上炉壁和/或下炉壁为夹层结构，所述上炉壁的夹层内和/或下炉壁的夹层内具有循环流通的冷却液。

本实用新型的有益技术效果：

本实用新型通过上炉体与下炉体组成沉积炉，利用升降机构连接上炉体与下炉体，下炉体在升降机构的驱动下能够在竖向上移动，在下炉体移动的过程中，完成将下炉体上的沉积组件与发热体封闭在炉腔内以及从炉腔内取出的工作，同时继承了立式沉积炉和卧式沉积炉的优点，能够很好地实现装炉量大，工件进、出炉方便，沉积效果较佳。

附图说明

图1是炉腔封闭时的沉积炉的剖视图；

图2是炉腔打开时的沉积炉的剖视图；

图3是下炉体的正视图；

图4是下炉体的俯视图；

图5是沉积组件的剖视图。

具体实施方式

为了便于本实用新型的实施，下面结合具体实例作进一步的说明。

本实施例公开了一种多工位化学气相沉积炉，包括上炉体1、下炉体2与升降机构；下炉体2通过升降机构连接在上炉体1的正下方，下炉体2与升降机构固定相连并相对上炉体1在竖向上具有升降移动的行程，上炉体1内设有炉腔11，上炉体1的底部设有能够随着下炉体2移动而打开或封闭炉腔的炉门，具体的，下炉体2在升降机构的驱动下向上移动直至与上炉体1接触，此时炉腔11封闭，如图1所示；下炉体2在升降机构的驱动下向下移动时，炉腔11即被打开，如图2所示。

参考图3与图4，下炉体2的顶部设有若干能够随着下炉体2移动而封闭在炉腔11内的沉积组件21与发热体22，本实施例中沉积组件21的数量为六个，发热体22的数量为两个，六个沉积组件21呈横向三个、纵向两个的结构分布，每四个沉积组件所围成的正方形的中心即设置有一个发热体，使得每个沉积组件21都能均匀受热。

具体的，参考图5，沉积组件21包括支撑件211与沉积件，沉积件通过支撑件211固定连接在下炉体2上，沉积件的内部设有沉积室212，沉积件的底部设有与沉积室212连通的进气孔213，沉积件的顶部设有与沉积室212连通的出气孔214。其中，沉积件包括底板215、主筒体216与顶板217，底板215与顶板217连接在主筒体216的两端并与主筒体216围成沉积室212，进气孔213开设在底板215的中心位置，出气孔214开设在顶板217的中心位置。支撑件211为筒状结构，支撑件211的一端与底板215固定相连，另一端与下炉体2固定相连。上述底板215与主筒体216之间的连接方式、顶板217与主筒体216之间的连接方式、支撑件211与底板215之间的连接方式、支撑件211与下炉体2之间的连接方式均为焊接或螺栓连接或其他的固定连接方式。优选的，进气孔213的孔径大于出气孔214的孔径，出气孔214的孔径在15mm以下，以便碳源气体在沉积室212能充分被利用。

升降机构包括气缸、液压油缸、齿轮齿条结构或曲柄滑块机构，本实施例中，升降机构包括电机组件31与升降丝杆32及螺套，电机组件31包括传动相连的电机与减速器，升降丝杆32与竖向平行；升降丝杆32的一端与减速器的输出端传动相连，依次穿过上炉体1、下炉体2后位于下炉体2的下方并与所述螺套螺纹连接，螺套与下炉体2固定连接或一体设置。升降丝杆32与上炉体1转动相连，升降丝杆32与下炉体2螺纹相连。

升降机构驱动下炉体2升降的过程为：电机驱动减速器转动，通过减速器控制电机的输出转速，升降丝杆32与减速器的输出端传动相连，在电机的驱动下转转；此时由于上炉体1与升降丝杆32是转动相连，因此上炉体1与升降丝杆32不会发生相对位移，而下炉体2与升降丝杆32是转动相连，因而下炉体2将随着升降丝杆32的转动沿升降丝杠的方向，即沿竖向上升或下降。

优选的，升降丝杆32位于下炉体2下方的一端上设有阻挡块321，阻挡块321焊接或螺纹连接在升降丝杆32的端部，以防止下炉体2在升降过程中从升降丝杆32上脱落。

优选的，升降机构的数量至少为三个，若干升降机构呈环形均匀分布在上炉体1和/或下炉体2周围，以使得下炉体2在升降过程中受力更加均匀，保持下炉体2升降的稳定性。

本实施例中，上炉体1包括上炉壁12以及设在上炉壁12的内壁上的上保温层13，上保温层13环绕在炉腔11的周围，上保温层13通过上衬底固定在上炉壁12的内壁上；下炉体2包括下炉壁23以及设在下炉壁23的顶部的下保温层24，下保温层24位于炉腔11的正下方，沉积组件21与发热体22设在下保温层24上，下保温层24通过下衬底固定在下炉壁23的顶部，通过上保温层13与下保温层24保证沉积路在工作过程中的稳定稳定性，提升沉积沉积效果。

优选的，上炉壁12和/或下炉壁23为夹层结构，上炉壁12的夹层内和/或下炉壁23的夹层内具有循环流通的冷却液，便于对沉积炉完成沉积工作后进行降温处理。

以上包含了本实用新型优选实施例的说明，这是为了详细说明本实用新型的技术特征，并不是想要将实用新型内容限制在实施例所描述的具体形式中，依据本实用新型内容主旨进行的其他修改和变型也受本专利保护。本实用新型内容的主旨是由权利要求书所界定，而非由实施例的具体描述所界定。