[发明专利]一种立式双温区-双通道化学气相沉积设备

说明书

本申请涉及化学气相沉积领域，具体而言，涉及一种立式双温区‑双通道化学气相沉积设备，包括：沉积炉，沉积炉内包括介质容置区，介质容置区将沉积炉的内部腔室划分为上加热区和下加热区；介质容置区用于容置多孔介质，多孔介质用于沉积制备复合材料；第一加热体，用于对上加热区进行加热，以对多孔介质面向上加热区的一端进行加热；第二加热体，用于对下加热区进行加热，以对多孔介质面向下加热区的一端进行加热；其中，在沉积阶段时，第一加热体的功率不同于第二加热体的功率，以使多孔介质的上下两端的温度不同形成温差，从而本申请提供的化学气相沉积设备可以对多孔介质上下两端分别进行致密化，从而实现整个多孔介质的均匀致密。

技术领域

本申请涉及复合材料制备技术领域，具体涉及一种立式双温区-双通道化学气相沉积设备。

背景技术

纤维增强复合材料以其低密度、耐高温、高强度、耐磨损等诸多优良性质而在航空航天和国防领域有着巨大的应用潜力。

纤维增强复合材料有多种制备工艺，其中较常用的是化学气相渗透(ChemicalVapor Infiltration，以下简称CVI)，其做法是将多孔介质放置于沉积炉内，高温前驱气体在炉膛内胆内慢速流动，气体发生裂解、聚合等复杂反应，反应生成的热解碳沉积于多孔介质的表面或内部，随着沉积的进行，多孔介质变得稠密乃至固化。

目前的纤维增强复合材料制备所采用的方法包括等温CVI和强制热梯度流动化学气相渗透法(FCVI)，其中，等温CVI和FCVI均存在多孔介质致密化不均匀的问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提出一种立式双温区-双通道化学气相沉积设备，以解决目前制备纤维增强复合材料时存在多孔介质致密化不均匀的问题。

为达到上述目的，本申请的技术方案是这样实现的：

本申请提供一种立式双温区-双通道化学气相沉积设备，包括：

沉积炉，所述沉积炉内包括介质容置区，所述介质容置区将所述沉积炉的内部腔室划分为上加热区和下加热区；所述介质容置区用于容置多孔介质，所述多孔介质用于沉积制备复合材料；

第一加热体，用于对所述上加热区进行加热，以对所述多孔介质面向所述上加热区的一端进行加热；

第二加热体，用于对所述下加热区进行加热，以对所述多孔介质面向所述下加热区的一端进行加热；

其中，在沉积阶段时，所述第一加热体的功率不同于所述第二加热体的功率，以使所述多孔介质的上下两端的温度不同形成温差。

优选地，还包括：

第一管路，与所述沉积炉的内部腔室连通，用于向所述沉积炉的内部腔室输入气态原材料，所述预热气态原材料用于在所述多孔介质发生沉积得到所述复合材料；

第二管路，与所述沉积炉的内部腔室连通，用于将所述沉积炉的内部腔室的气体输出到所述沉积炉的外部。

优选地，所述第二管路包括位于所述沉积炉上部的第一子管路和位于所述沉积炉下部的第二子管路。

优选地，所述第一管路位于所述沉积炉的下部，所述第二子管路套设在所述第一管路外，且所述第二子管路与所述第一管路之间具有间隙。

优选地，还包括：

混气预热腔体，位于所述沉积炉的下部；

所述混气预热腔体的一端与所述第一管路连通，另一端与所述沉积炉的内部腔室连通，用于对所述气态原材料进行预热。

优选地，所述混气预热腔体的内部间隔设置有多个分气挡板，每个所述分气挡板上开设有多个孔隙。

优选地，所述第一加热体呈“几”字型环绕在所述上加热区，和/或，所述第二加热体呈“几”字型环绕在所述下加热区。