[发明专利]一种标定连续式超高温石墨化炉炉膛内温度的方法

说明书

本发明公开了一种标定连续式超高温石墨化炉炉膛内温度的方法，该标定方法用到的工装及检测仪器主要包括石墨块体、炭纤维绳和红外测温仪。将捆绑有炭纤维绳的石墨块体提前预置于连续式超高温石墨化炉炉膛内正中间位置，同时确保将炭纤维绳引出到炉口外面，红外测温仪的测试高度与石墨块体的高度保持在一条水平线上。当石墨化炉升高到预定温度保温一段时间后，红外测温仪通过测定炉膛内石墨块体的温度来标定炉膛内工作区的真实温度，再通过拉动炭纤维绳改变石墨块体的相对位置来标定炉膛内不同位置的温度。本发明采用的标定方法简单易行，并且能够较为客观的反映石墨化炉工作区的真实温度，对于指导科研及生产具有十分重要的意义。

技术领域

本发明属于炭纤维连续长丝高温石墨化处理装备领域，具体涉及一种标定连续式超高温石墨化炉炉膛内温度的方法，用于高模量炭纤维连续长丝制备中的关键工序炭纤维的石墨化处理。

背景技术

高模量炭纤维具有优异的刚性及尺寸稳定性，特别适用于昼夜温差大的太空环境，用它作为增强体可以制备出热膨胀系数为零的各种结构型和功能型复合材料，已成为解决外层空间结构及功能复合材料不可或缺的关键增强体。

高模量炭纤维无论是PAN基炭纤维还是沥青基炭纤维均需经过2000～3000℃的高温石墨化处理，PAN基炭纤维在高温石墨化处理过程中，其拉伸模量随着热处理温度的升高逐渐增大，而拉伸强度逐渐降低；沥青基炭纤维的拉伸强度及拉伸模量均随热处理温度的升高而增大。因此无论是PAN基高模量炭纤维还是沥青基高模量炭纤维的制备均离不开连续式的超高温石墨化装备，并且其力学性能及微观结构的演变均与其热处理温度息息相关。

目前已有报道的连续式超高温石墨化炉的温度控制位置主要为石墨发热体或石墨保护套管的外表面(例如中国发明专利CN201610979298.4及CN201610978814.1)，而炉膛内部也即炭纤维连续长丝石墨化处理的工作区温度并不十分清楚，这也制约了相关科研工作者深入了解炭纤维结构、性能与热处理工艺之间的相互关系，而目前关于如何标定炉膛内温度的方法却鲜有报道，因此开发一种简单易行的标定连续式超高温石墨化炉炉膛内温度的方法具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种标定连续式超高温石墨化炉炉膛内温度的方法。该方法的特点是所用到的工装及检测仪器简单易得，操作方便；仅仅通过拉动炭纤维绳改变石墨块体的相对位置就可以标定炉膛内不同位置的温度，可实现炉膛内全温区的标定，对于全面系统了解炉膛内真实温度具有重要的意义，并且该标定方法简单易行，易于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种标定连续式超高温石墨化炉炉膛内温度的方法，连续式超高温石墨化炉包括红外测温仪、测温孔、保温材料、炉壳、水冷套、石墨发热体、石墨保护套管和气封装置，标定用到的工装及检测仪器包括石墨块体、炭纤维绳和红外测温仪，其特征在于包括以下几个步骤：

步骤(1)：将捆绑有炭纤维绳的石墨块体提前预置于连续式超高温石墨化炉炉膛内正中间位置；

步骤(2)：将炭纤维绳引出到连续式超高温石墨化炉炉口外沿；

步骤(3)：在连续式超高温石墨化炉炉口一侧安装红外测温仪，确保红外测温仪的测试高度与石墨块体的高度保持在一条水平线上；

步骤(4)：将连续式超高温石墨化炉升温到2400～2800℃，红外测温仪通过测定炉膛内石墨块体的温度来标定炉膛内工作区的真实温度；

步骤(5)：再通过拉动炭纤维绳改变石墨块体的相对位置来标定炉膛内不同位置的温度。

所述的炭纤维绳是以2600℃石墨化处理过的T300或T700或T800或T1000的PAN基炭纤维采用三股交错类麻花状的形式编织成。

所述炭纤维绳与石墨块体的捆绑方式为：将炭纤维绳采用正向缠绕一圈再90°垂直缠绕一圈。