[发明专利]在SiC纤维表面实现双组分涂层的方法及装置

权利要求书

1.在SiC纤维表面实现双组分涂层的方法，该方法是借助射频聚焦式加热装置对运动中的钨丝(12)进行加热，并利用了气相沉积法生成SiC纤维的工艺过程，其特征在于：

(1)将射频聚焦式加热装置中的石英管热反应器结构进行改造，使得其加热反应区具有三个被氩气气密堵中所充入的氩气分别密封隔离的独立气相沉积区，

(2)借助于送、收丝机构(10，11)的牵引和聚焦射频电场加热的钨丝(12)依次通过三个气相沉积区，

(3)I区为SiC纤维层形成区，通过向石英管反应器I区内沿钨丝运动的方向导入氯硅烷加高纯氢气的混合气，形成一个氯硅烷加高纯氢气的反应气氛，借助氯硅烷裂解并生成氯化氢的同时实现SiC沉积在钨丝(12)表面形成SiC纤维层，

(4)II区为内涂层区，被持续加热的钨芯SiC纤维进入石英管反应器II区，沿着复合纤维运动的前进方向导入含有内涂层组分的气态原料与气体催化剂或还原剂的混合气，借助裂解或还原反应生成所设计内的涂层组分沉积在SiC纤维层的表面，

(5)III区为外涂层区，被持续加热的带有内涂层的钨芯SiC纤维进入石英管反应器III区，沿着复合纤维前进的逆方向导入含有外涂层组分的气态原料与气体催化剂或还原剂的混合气，借助裂解或还原反应生成所设计的外涂层组分沉积在SiC纤维层内涂层表层。

2.根据权利要求1所说的在SiC纤维表面实现双组分涂层的方法，其特征在于射频聚焦式加热装置使钨丝加温在900℃—1400℃下实现气相沉积过程。

3.根据权利要求1所说的在SiC纤维表面实现双组分涂层的方法，其特征在于运动中的钨丝在送、收丝机构的引导下产生0.5—1.5米/分的线速度。

4.根据权利要求1所说的在SiC纤维表面实现双组分涂层的方法，其特征在于SiC纤维层形成区中产生SiC纤维层沉积所需的气氛是由流量为200-500毫升/分二甲基二氯硅烷、流量为600-1500毫升/分的一甲基三氯硅烷和流量为900-2300毫升/分的高纯氢气注入混合罐中混配并调压后注入该区而成。

5.根据权利要求1所说的在SiC纤维表面实现双组分涂层的方法，其特征在于SiC纤维层内涂层形成区中产生内涂层沉积所需的气氛是流量为100-200毫升/分的气态三氯化铁与流量为50-100毫升/分的高纯氢气注入混合罐中混配并调压后注入该区而成。

6.根据权利要求1所说的在SiC纤维表面实现双组分涂层的方法，其特征在于SiC纤维层外涂层形成区中产生外涂层沉积所需的气氛是流量为100-200毫升/分的乙炔注入混合罐中调压后注入该区而成。

7.根据权利要求4或5所说的在SiC纤维表面实现双组分涂层的方法，其特征在于所说的高纯氢气的纯度达99.9999％

8.根据权利要求1所述的在SiC纤维表面实现双组分涂层的方法，其特征在于从氩气气密堵中充入的氩气充入量为500-1200毫升/分，充入气压不小于石英管内各个相邻气相沉积区的环境压力。

9.一种在SiC纤维表面实现双组分涂层的射频聚焦式加热装置，该装置包括射频发生器(1)，射频匹配器(2)，射频电缆(3)，射频耦合腔(4)，石英管反应器(5)，纤维送、收丝机构(10、11)，钨丝(12)穿过称射频耦合腔(4)中的石英管反应器(5)为细长管，该管两端收口成细孔长颈状，在进、出丝口(51、52)管颈内侧分别设有单向密封的氩气密封堵(6)和氩气充气口(61，62)，在石英管反应器(5)的进、出丝口端设置的单向密封的氩气密封堵(6)内侧设有参加气相沉积反应的混合气体加入口一(53)、混合气体加入口三(55)，在石英管反应器(5)中部设有反应后气体抽气口(7)，其特征在于在石英管反应器(5)的射频加热区的中间段设置有双向密封的氩气密封堵(8)和与该密封堵(8)连通氩气充、排气口(81、82)，在所设置的双向密封的氩气密封堵(8)处靠前位置是反应后气体排除口(7)，在所设置的双向密封 的氩气密封堵(8)处靠后位置设置有参加气相沉积反应的混合气体加入口二(54)，在混合气体加入口二(54)与混合气体加入口三(55)之间增设反应后气体排除口（9），反应混合气体加入口一(53)、混合气体加入口二(54)与混合气体加入口三(55)依次分别与生成SiC纤维层、内涂层、外涂气相沉积层的反应混合气体注入管路连接。

10.根据权利要求9所说的射频聚焦式加热装置，其特征在于所说的双向密封的氩气密封堵(8)在石英管上设置两个，每个密封堵均设置有连通氩气管路的充、排气口(81、82)，所增加的双向密封的氩气密封堵(8)设置在混合气体加入口二(54)与混合气体加入口三(55)之间、紧靠在两个反应后气体排出口(9)之间。