[发明专利]一种晶体硅用轻质炭/炭复合材料保温筒及其制备方法

权利要求书

1.一种晶体硅用轻质炭/炭复合材料保温筒，其特征在于，该炭/炭复合材料保温筒具有“三明治”结构，包括内层高密度筒体、外层高密度筒体和设置在内层高密度筒体、外层高密度筒体之间的低密度中间层，且内层高密度筒体和外层高密度筒体的表面上均沉积有热解碳涂层；所述内层高密度筒体和外层高密度筒体的厚度均为5mm～100mm，体积密度均为0.20g/cm³～0.45g/cm³，所述低密度中间层的厚度为20mm～300mm，体积密度为0.18g/cm³～0.22g/cm³，所述炭/炭复合材料保温筒的整体体积密度为0.22g/cm³～0.32g/cm³。

2.根据权利要求1所述的一种晶体硅用轻质炭/炭复合材料保温筒，其特征在于，所述热解碳涂层的厚度为100μm～500μm。

3.一种制备如权利要求1或权利要求2所述的晶体硅用轻质炭/炭复合材料保温筒的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将密度为0.12g/cm³～0.15g/cm³的炭纤维预制体增密至密度为0.22g/cm³～0.32g/cm³；所述炭纤维预制体由内层高密度筒坯、外层高密度筒坯和设置在内层高密度筒坯、外层高密度筒坯之间的低密度中间层坯构成；

步骤二、对步骤一中增密后的炭纤维预制体进行机械加工，得到炭/炭复合材料保温筒坯；

步骤三、将步骤三中得到的炭/炭复合材料保温筒坯进行表面净化，然后放置于化学气相沉积炉内进行化学气相沉积，在炭/炭复合材料保温筒坯的内、外表面上沉积热解碳涂层，得到晶体硅用轻质炭/炭复合材料保温筒；所述化学气相沉积的过程为：先对化学气相沉积炉抽真空，然后在氮气保护下升温至沉积温度900℃～1100℃，并通入丙烯在炭/炭复合材料保温筒坯的表面上沉积热解碳涂层，丙烯的流量为0.5m³/h～5m³/h，沉积的时间为1h～10h。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤一中所述增密的过程为：将炭纤维预制体放置于化学气相沉积炉内，采用碳源气体进行化学气相沉积，然后重复化学气相沉积工艺直至密度为0.22g/cm³～0.32g/cm³。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述增密是对炭纤维预制体中的内层高密度筒坯和外层高密度筒坯进行化学气相渗透增密处理。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述碳源气体为丙烯或/和天然气，且碳源气体的流量为20L/min～100L/min；所述化学气相沉积的温度为900℃～1000℃，保温时间为20h～60h。