[发明专利]通过化学气相渗透使多孔环形基材致密化的方法

说明书

本发明提供一种通过化学气相渗透使多孔环形基材(18)致密化的方法，所述方法至少包括以下步骤：提供多个单元模块(10)，所述单元模块包括在其上堆叠基材的支撑托盘(14)，该支撑托盘包括进气开口(14a)，该进气开口通过设置在内部体积(17)中的注入管(16)延伸，所述内部体积(17)通过所堆叠基材的中央通道(18a)形成，注入管包括通向内部体积的气体注入孔(16c)，在致密化炉的封闭体(26)中形成单元模块(10)的堆叠体，并将包含待沉积在基材孔隙中的基质材料气体前体的气相注入单元模块的堆叠体中。

背景技术

本发明涉及通过化学气相渗透(CVI)使多孔环形基材致密化的方法的一般领域。

为了使该基材致密化，具体已知一些方法，其中，将基材堆叠体置于致密化设备的加热封闭体中，并且将包含基质材料前体的气相引入基材堆叠体内，从而在基材孔隙中形成基质。文献FR 2834713描述了这样的方法以及用于实施其的设备。

当需要使大量基材堆叠体致密化时，通常使用较大的设备。致密化炉的封闭体1中可以使用的装载体的已知示例显示于图1中。封闭体1是围绕X轴的圆柱体。装载体包括由相同下支撑托盘3承载的多个多孔环形基材2的堆叠体。各堆叠体由叠加的堆叠体的多个区段4形成，叠加的堆叠体的区段由所有堆叠体共用的中间支撑托盘5分隔开。托盘3和5包括与基材2的中央通道对准的开口，以使反应性气相在各堆叠体中循环，然后该反应性气相将通过基材2以使之致密化。上托盘6覆盖装载体并使各堆叠体的内部体积封闭。中间支撑托盘5用垂直销7固定。这种装载体有几个缺点：制造时间长且复杂，并且难以保证支撑托盘和堆叠体区段之间的密封，可能会改变致密化的效率和均匀性。这种装载体还不允许对在炉封闭体中所占体积进行优化，支撑托盘通常是厚的。由于这些密封问题，此外难以实施允许减少致密化周期持续时间的半强制流动类型的CVI技术。

因此，需要一种不具有上述缺点的通过化学气相渗透来致密化的方法。

发明目的和概述

因此，本发明的主要目的是通过提供一种通过化学气相渗透使多孔环形基材致密化的方法来克服这些缺陷，所述方法至少包括以下步骤：

-提供多个单元模块，各单元模块包括在其上堆叠多孔环形基材的支撑托盘，该支撑托盘包括进气开口，该进气开口通过设置在内部体积中的注入管延伸，所述内部体积通过所堆叠基材的中央通道形成，注入管包括连接到托盘的第一端、第二自由端和向所述内部体积敞开的气体注入孔；

-在致密化炉的封闭体中形成单元模块的堆叠体，各堆叠体至少包括堆叠在第一单元模块上的第二单元模块，第二单元模块的支撑托盘的进气开口与第二单元模块的注入管的自由端连通，以允许气体在第一和第二模块之间循环；以及

-将气相注入单元模块的堆叠体中，所述气相包含待沉积在基材孔隙中的基质材料气体前体。

根据本发明的方法的显著之处在于，其实现了单元模块，该单元模块允许以比现有技术方法更简单的方式在致密化炉的封闭体中形成堆叠体。实际上，单元模块可以在炉的封闭体之外进行制备，然后堆叠在封闭体中。单元模块的堆叠体的形成可以进一步自动化。各单元模块的注入管还起着热质量作用，以确保气体预热功能，并可以减小装载体中的预热面积并提高封闭体的装载率。单元模块的堆叠体可以提高紧凑性，因为不再需要垂直销和中间支撑托盘，这还可以提高封闭体的装载率。此外，在该方法中，不再需要监控堆叠体区段和中间支撑托盘之间的密封，而仅需监控堆叠的单元模块之间的密封。因此，与现有技术的方法相比，改进了不同堆叠体之间的密封，使得基材更均匀地致密化，并且实现了半强制流动类型的CVI方法。因此，与例如实施引言中所述装载体之内的装载体的方法相比，根据本发明的方法更容易实施并且更有效。

在一个示例性实施方式中，各堆叠体可以覆盖有盖子，该盖子使由接合所述堆叠体的单元模块的内部体积所形成的体积封闭。盖子的直径可以等于支撑托盘的直径。