[发明专利]一种内加热型氮化硼复合纤维化学气相沉积设备

说明书

本发明公开了一种内加热型氮化硼复合纤维化学气相沉积设备，包括真空腔体和纤维传动装置，所述真空腔体包括中间中空腔、放卷腔、收卷腔，所述中间中空腔为管状结构，且中间中空腔的两端固定连接在放卷腔和收卷腔上，所述中间中空腔的内部设置有内加热管，所述内加热管的两端穿过中间中空腔分别设置在放卷腔和收卷腔的内部，所述内加热管与放卷腔相接触位置设置有绝缘密封圈，且在绝缘密封圈的侧面上设置有电极，所述电极经导线与控制器电连接，通过将内加热管内置于中间中空腔内部，实现快速升温，且减少加热时候热量向外逸散，更为节能。

技术领域

本发明属于复合纤维处理技术领域，具体是一种内加热型氮化硼复合纤维化学气相沉积设备。

背景技术

纤维材料，如碳纤维、碳化硅纤维等，由于具有强度高、质量密度低等特性，应用范围越来越广。在部分使用场景中，为了进一步提升纤维材料的性能，往往需要在纤维材料表面复合一层其他二维材料。化学气相沉积方法是制备均匀二维材料的理想方法，而卷对卷的化学气相沉积制备方式可以实现批量制备。在此过程中，纤维材料在放卷辊和收卷辊的卷绕传动，通过经过反应区。在反应区中，气体分子发生热分解后，在纤维表面沉积成所需的二维材料。

目前的卷对卷制备设备，一般为在石英、刚玉管外部设置电炉加热，升温速度较慢，一般为10℃/min，且由于向外散热，导致加热效率较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种内加热型氮化硼复合纤维化学气相沉积设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种内加热型氮化硼复合纤维化学气相沉积设备，包括真空腔体和纤维传动装置，所述真空腔体包括中间中空腔、放卷腔、收卷腔，所述中间中空腔为管状结构，且中间中空腔的两端固定连接在放卷腔和收卷腔上，所述中间中空腔的内部设置有内加热管，所述内加热管的两端穿过中间中空腔分别设置在放卷腔和收卷腔的内部，所述内加热管与放卷腔相接触位置设置有绝缘密封圈，且在绝缘密封圈的侧面上设置有电极，所述电极经导线与控制器电连接；

所述纤维传动装置包括放卷辊、测速轮一、收卷辊和测速轮二，所述放卷辊与测速轮一设置在放卷腔的内部，所述收卷辊和测速轮二设置在收卷腔的内部。

作为本发明再进一步的方案：所述放卷腔的内部设置有放卷轴，所述放卷轴的一端在放卷腔上同电机输出端连接，所述放卷辊固定设置在放卷轴上，且测速轮一在放卷腔内部位于放卷辊的右上方。

作为本发明再进一步的方案：所述收卷腔的内部设置有收卷轴，所述收卷轴的一端在收卷腔上同电机输出端连接，所述收卷辊固定设置在收卷轴上，且测速轮二在收卷腔内部位于收卷辊的左上方。

作为本发明再进一步的方案：所述中间中空腔为石英管。

作为本发明再进一步的方案：所述内加热管由石墨材质制成，且在内加热管的内部设置有热电偶。

作为本发明再进一步的方案：所述放卷腔的一侧固定设置有气体供给装置，所述气体供给装置的输出端通过管道与放卷腔连接，且在该管道上设置有气体流量控制计。

作为本发明再进一步的方案：所述收卷腔的一侧固定设置有真空泵组，所述真空泵组的输入端通过管道与收卷腔固定连接。

作为本发明再进一步的方案：所述控制器与测速轮一及测速轮二电性连接。

作为本发明再进一步的方案：该内加热型氮化硼复合纤维化学气相沉积设备的工作步骤为：将复合纤维材料绕于放卷辊上，经过测速轮一后，穿过内加热管，经过测速轮二后，收于收卷辊上，控制器控制内加热管的温度，电流经过内加热管后，产生焦耳热对穿过的复合纤维材料加热，同时气体供给装置经高压气罐向放卷腔内通入氨气、氯化硼、氢气三路气体，并通过气体流量控制计来控制通入气体量，使混合气体进入放卷腔后，再经过内加热管，导入收卷腔，在收卷腔内被真空泵组抽走排出。