[发明专利]一种化学气相沉积炉的料柱压力调节装置

说明书

本发明实施例公开了一种化学气相沉积炉的料柱压力调节装置。料柱压力调节装置包括：设置有通孔的石墨盖板以及放置于通孔内的石墨球；石墨盖板设置于与进气方向相对一端的料柱端部，石墨盖板的通孔包括远离料柱一端为圆柱形孔和接近料柱的一端为锥形孔，石墨球设置于锥形孔内，且石墨球的底面与锥形孔的孔壁紧贴；料柱压力调节装置，被配置为料柱的压力大于压力阈值时，石墨球被顶起使得石墨球与锥形孔分离开，料柱中的部分气体从压力调节装置中排出。本发明实施例解决了现有制造碳刹车盘的方式，工艺过程中由于未沉积的热解碳的积聚引起料柱压力过大，且无法释放料柱压力，在预制体表面形成碳黑，从而严重影响碳刹车盘性能的问题。

技术领域

本申请涉及但不限于刹车盘制造技术领域，尤指一种化学气相沉积炉的料柱压力调节装置。

背景技术

碳刹车盘的制造工艺是将碳纤维预制体叠放在化学气相沉积(Chemical VaporDeposition，简称为：CVD)炉内，加热至所要求的温度，并在CVD炉内通入碳源气体，例如为碳氢化合物，碳源气体被加热至一定温度裂解、扩散至多孔的预制体内，将热解碳沉积在碳纤维周围和空隙中使预制体致密，最终形成碳刹车盘。

碳纤维预制体呈圆环状，整齐的叠放在CVD炉内一起被称为料柱。在碳刹车盘大批量生产过程中，通常会在料柱顶部放一个重量较大的圆形盖板，料柱内部和圆形盖板会形成一个密闭的腔体，圆形盖板的重量较大，目的是防止其从料柱顶部滑落。由于碳源气体热解后是先流入料柱内再透过预制体流出，部分热解碳沉积在预制体内部，未沉积的热解碳扩散至外部，随着预制体的密度增加，预制体内的孔隙减小，未沉积的热解碳在料柱与盖板形成的腔体内积聚，容易引起料柱压力上升，当料柱压力过大时，由于压力无法释放，不能迅速扩散至外部的热解碳容易在预制体表面形成碳黑，碳黑的出现将严重影响预制体的后续致密化及最终碳刹车盘的性能。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种化学气相沉积炉的料柱压力调节装置，以解决现有制造碳刹车盘的方式，工艺过程中由于未沉积的热解碳的积聚引起料柱压力过大，且无法释放料柱压力，在预制体表面形成碳黑，从而严重影响碳刹车盘性能的问题。

本发明实施例提供一种化学气相沉积炉的料柱压力调节装置，包括：中心位置设置有通孔的石墨盖板以及放置于所述通孔内的石墨球；

所述石墨盖板设置于化学气相沉积CVD炉中与进气方向相对一端的料柱端部，所述石墨盖板的通孔包括远离所述料柱一端的圆柱形孔和接近所述料柱的一端为锥形孔，所述石墨球设置于所述锥形孔内，且所述石墨球的底面与所述锥形孔的孔壁紧贴；

所述料柱压力调节装置，被配置为在开始工艺时，所述石墨球位于所述锥形孔内，在所述料柱的压力大于压力阈值时，所述石墨球被顶起使得所述石墨球与所述锥形孔分离开，所述料柱中的部分气体从所述压力调节装置中排出，使得所述料柱内部压力维持在预置范围内。

可选地，如上所述的化学气相沉积炉的料柱压力调节装置中，

所述料柱压力调节装置，还被配置为通过所述石墨球与所述石墨盖板内锥形孔的分离排出所述料柱中的部分气体，使得所述料柱压力小于或等于所述压力阈值时，所述石墨球落回原位，与所述锥形孔的孔壁紧贴。

可选地，如上所述的化学气相沉积炉的料柱压力调节装置中，所述石墨盖板的直径大于所述料柱的直径，用于在工艺过程中、且所述料柱压力小于或等于所述压力阈值时，与所述料柱形成密闭的腔体。

可选地，如上所述的化学气相沉积炉的料柱压力调节装置中，所述石墨球产生的重力等于所述石墨球受到所述料柱内部气体的压力。

可选地，如上所述的化学气相沉积炉的料柱压力调节装置中，所述石墨球的重量m等于所述料柱压强P，以及所述石墨球与所述锥形孔的接触面积S的乘积，m＝S*P。

可选地，如上所述的化学气相沉积炉的料柱压力调节装置中，所述石墨球的重量为：