[发明专利]用二维纤维织物制备炭-炭复合材料筒类产品坯体的模具

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备筒类产品坯体的模具，尤其是涉及一种用二维纤维织物制备中高密度炭-炭复合材料筒类产品坯体的模具。

背景技术

坩埚护埚（两段式分为埚帮和埚托）和支撑衬套是硅晶体生长炉热场系统的主要部件。硅单晶的生长温度为1450℃左右，在此温度下，支撑衬套和埚帮的强度及其热稳定性，对热场系统的安全起决定性作用。热场中的支撑衬套及埚帮材料的密度要求为1.2～1.5g/cm³，对机械性能如抗弯强度等也有较高的要求。

目前，单晶硅炉用炭/炭复合材料筒类产品（如衬套、埚帮等）的制坯模具为一圆柱筒。在使用该圆柱筒进行制坯时，首先将已涂刷热固性树脂的二维纤维织物缠绕在圆柱筒表面，然后进行固化。然而，通过这种方式所制得坯体存在以下缺陷：坯体织物层间间隙比较大且不均匀，不利于后续的增密，造成产品密度达不到要求，导致产品容易分层和变形；坯体脱模困难，通常需要采用外力才能脱模，同时也易损伤坯体，从而降低产品的质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种可实现坯体均匀增密，同时便于坯体脱模的用二维纤维织物制备炭-炭复合材料筒类产品坯体的模具。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：用二维纤维织物制备炭-炭复合材料筒类产品坯体的模具，包括内模和外模，所述内模包括滑块、内支撑筒、内压块、外压块、模具安装法兰，所述模具安装法兰通过螺丝Ⅰ与外压块相连，所述外压块通过螺丝Ⅱ及弹簧Ⅰ与内压块相连，所述内压块通过螺丝Ⅲ及弹簧Ⅱ与内支撑筒相连，所述滑块通过螺丝Ⅳ与内支撑筒相连，所述外模由瓣模Ⅰ、瓣模Ⅱ及连接螺栓构成。

进一步，所述滑块的下端设有活动环，并通过螺丝Ⅵ与滑块相连。

进一步，所述滑块的上端和下端分别设有限位槽。

进一步，所述内支撑筒的上端和下端分别设有螺丝Ⅴ，所述螺丝Ⅴ穿过内压块与外压块相连。

进一步，所述内支撑筒的上端和下端分别设有限位螺丝。

与现有技术相比，利用本发明制备炭-炭复合材料筒类产品坯体具有以下优点：（1）当滑块向外滑动时，滑块能均匀地作用于坯体的内表面，即内模向外扩张，使内、外模间的间隙减小，而坯体沿壁厚方向受压，从而实现坯体均匀增密，可解决产品开裂和分层的问题；（2）当滑块向内滑动时，内模外径减小，坯体脱模方便，且对坯体无损伤；（3）通过设有活动环，可在制坯的同时完成止口的一次成型，无需机械加工止口，避免炭纤维被切断，从而可保证制品的强度；（4）操作方便，生产效率高，所制成产品品质稳定。

附图说明

图1为本发明实施例的内模分解结构示意图；

图2为本发明实施例的外模分解结构示意图；

图3为本发明实施例的剖视图。

其中：1-螺丝Ⅰ，2-模具安装法兰，3-螺丝Ⅱ，4-外压块，5-弹簧Ⅰ，6-螺丝Ⅲ，7-内压块，8-螺丝Ⅳ，9-限位槽，10-滑块，11-弹簧Ⅱ，12-螺丝Ⅴ，13-限位螺丝，14-内支撑筒，15-活动环，16-螺丝Ⅵ，17-坯体，18-1-瓣模Ⅰ、18-2-瓣模Ⅱ，19-螺栓。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

参照附图，本实施例之用二维纤维织物制备炭-炭复合材料筒类产品坯体的模具，包括内模和外模，所述内模包括滑块10、内支撑筒14、内压块7、外压块4、模具安装法兰2，所述模具安装法兰2通过螺丝Ⅰ1与外压块4相连，所述外压块4通过螺丝Ⅱ3及弹簧Ⅰ5与内压块7相连，所述内压块7通过螺丝Ⅲ6及弹簧Ⅱ11与内支撑筒14相连，所述滑块10通过螺丝Ⅳ8与内支撑筒14相连，所述外模由瓣模Ⅰ18-1、瓣模Ⅱ18-2及连接螺栓19构成。

所述滑块10的下端设有活动环15，并通过螺丝Ⅵ16与滑块10相连，用于坯体止口的一次成型。

所述滑块10的上端设有限位槽9，下端也设有限位槽。

所述内支撑筒14的上端设有螺丝Ⅴ12，所述螺丝Ⅴ12穿过内压块7与外压块4相连，可防止在松掉螺丝Ⅱ3时外压块4掉落；所述内支撑筒14的下端也设有螺丝Ⅴ。

所述螺丝Ⅳ8可限制滑块10在圆周方向的自由度，使滑块10只能沿径向滑动。

所述内支撑筒14的上端设有限位螺丝13，通过调节限位螺丝13露出的长度来限制内压块7的行程，从而限制滑块10径向的最大滑动量，以保证坯体内径符合产品尺寸的要求；所述内支撑筒14的下端也设有限位螺丝。

本实施例内膜外径Φ611mm，高350mm；外模内径Φ636mm，高350mm。