[发明专利]一种低渗透性热解碳涂层的制备方法以及化学气相沉积炉

权利要求书

1.一种低渗透性热解碳涂层的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

1）提供一种具有炉体（1）的化学气相沉积炉，所述炉体（1）内贯穿设置有刚玉管（2）；

2）将待沉积的核石墨基体（4）悬空设置于所述刚玉管（2）中；

3）向所述刚玉管（2）中通入氩气，并将所述炉体（1）升温至1050～1300℃；

4）继续通入氩气，并通入甲烷，设置甲烷和氩气的质量比为（750～1125）:（250～375）；或停止通入氩气，通入甲烷和氢气，设置甲烷和氢气的质量比为（800～1300）:（160～800）；

5）关闭甲烷，继续保持通入氩气，使得所述核石墨基体（4）随炉冷却，从而在所述核石墨基体（4）上得到低渗透性热解碳涂层；或关闭甲烷和氢气，改为通入氩气，使得所述核石墨基体（4）随炉冷却，从而在所述核石墨基体（4）上得到低渗透性热解碳涂层。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3）中向所述刚玉管（2）中通入氩气的步骤包括利用气体流量计（17）的“清洗”档对氩气管路（16）中的气体进行清洗操作，清洗时间保持5～10min。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3）中向所述刚玉管（2）中通入氩气的步骤还包括在所述清洗操作后利用气体流量计（17）的“阀控”档控制氩气的流速为150～200ml/min。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3）中向所述刚玉管（2）中通入氩气之后以8.8～10.8℃/min的升温速率对所述炉体（1）进行升温。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤5）中控制氩气的流速为150～200ml/min。

6.一种化学气相沉积炉，其特征在于，所述化学气相沉积炉包括：炉体（1），所述炉体（1）中贯穿设有刚玉管（2）；分别与所述刚玉管（2）的进气端和出气端连接的进气管路（9）和出气管路（10）；以及在所述进气管路（9）的另一端汇合并与其连接的独立的甲烷气路（14）、氢气气路（15）和氩气气路（16），所述甲烷气路（14）、氢气气路（15）和氩气气路（16）上分别设置气体流量计（17）。

7.根据权利要求6所述的化学气相沉积炉，其特征在于，所述甲烷气路（14）、氢气气路（15）和氩气气路（16）中的甲烷、氢气和氩气汇合后经过气体预混装置（19）的混合然后进入进气管路（9）。

8.根据权利要求6所述的化学气相沉积炉，其特征在于，所述进气管路（9）延伸进入所述刚玉管（2）的进气端，并在所述进气管路（9）的相应末端套有沿一中心轴水平延伸的喷嘴（11），所述喷嘴（11）具有向内部凹陷的弧形端面。

9.根据权利要求8所述的化学气相沉积炉，其特征在于，所述喷嘴（11）的横截面中圆弧部对应120°的圆心角。

10.根据权利要求6所述的化学气相沉积炉，其特征在于，所述刚玉管（2）的出气端设有模具（7），所述模具（7）朝向所述刚玉管（2）的进气端的端面上设有供钨棒（6）插入的圆孔（72），所述钨棒（6）的另一端连接石墨柱（5）。

11.根据权利要求10所述的化学气相沉积炉，其特征在于，所述模具（7）具有沿一中心轴水平延伸的圆筒和从所述圆筒的内壁的底部朝向圆筒中心竖直延伸并与所述内壁的顶部隔开的腹板（71），所述圆孔（72）设于所述腹板（71）朝向所述刚玉管（2）的进气端的端面上。

12.根据权利要求10所述的化学气相沉积炉，其特征在于，所述钨棒（6）的直径为2～5mm。