專利名稱：一種化學氣相沉積爐進氣分布裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及化學氣相沉積爐，尤其涉及一種化學氣相沉積爐進氣分布裝置。
背景技術：
化學氣相沉積是炭源氣體(如天然氣、丙烯等烴類氣體)經擴散進入到預制體工件空隙，高溫下通常在900-1200度炭源氣體裂解，沿狹長孔隙通道壁的氣一固相界面產生沉積炭過程。預制體工件內孔隙通道較長，炭源氣體在狹長孔隙內的擴散越深入，沉積效果越好，材料密度梯度少，材質越均勻。眾所周知，傳統的CVI (Chemical vapor infiltrtion)技術多采用內進氣等溫法，炭源氣體由預制體工件外部向內部擴散并沉積致密，當外部孔隙通道被熱解炭封堵后，炭源氣體向內進一步擴散無法進行，導致材質出現一定程度的密度梯度，甚至材料的密度達不到要求，影響材質的各種性能。在真空狀態下，炭源氣體擴散受反應動力學控制擴散速率較慢，預制體工件密度達到要求要經過數個CVI周期，沉積周期較長，電能消耗大，炭源氣體用量也較多，進而成本也高。沉積速率受擴散速率控制，即只 有炭源氣體的擴散速率提高，才能加快沉積速率。對于類似剎車盤的環形工件沉積炭過程，由于受其工件形狀所限，利用內進氣等溫法進行沉積，上述缺陷更為明顯。炭/炭復合材料因其重量輕、負載水平高、抗熱沖擊性好、耐磨損壽命長等優異性能被廣泛的用做飛機剎車盤并逐漸取代金屬剎車盤。世界上英、美、法等國先后在上個世紀60年代開始研制并投入應用，80年代隨著化學氣相沉積技術及與之相應的設備發展日臻成熟，實現了碳復合材料規模快速發展，碳復合材料剎車盤開始大量的被用于民用波音及空客系列飛機上，幾乎壟斷了碳剎車盤市場。在中國自上個世紀80年代末開始研制開發，至90年代末逐漸在軍機及民機中應用，由于起步較晚，在生產規模、設備控制系統及沉積技術等方面還遠不及上述三國，為解決上述問題，需要采用內進氣壓差法和外進氣壓差法交替進行生產工藝，這種工藝的實現需要對沉積爐的進氣結構進行改進。

實用新型內容本實用新型針對上述現有技術的不足，提供了一種化學氣相沉積爐進氣分布裝置。利用該裝置來實現壓差法沉積碳剎車盤類工件，能提高沉積速率和保證工件質量。本實用新型解決上述技術問題的技術方案如下一種化學氣相沉積爐進氣分布裝置，包括爐體底板及設于所述爐體底板上的進氣管，其特點在于，在所述進氣管的上部設有導流罩，所述導流罩呈下部開口的圓桶形結構，所述導流罩上設有通孔。本實用新型的有益效果是采用本實用新型的進氣分布裝置，并配合工件在沉積爐中的合理排放，可以方便的實現內進氣壓差法或外進氣壓差法生產工藝，不僅可提高CVI速率，還可大大縮短CVI周期，而且材料密度梯度少，材質均勻，材料性能優。在上述技術方案的基礎上，本實用新型還可以做如下改進。進一步，所述導流罩的頂部設有通孔。采用上述進一步方案的有益效果是，在導流罩的頂部設置通孔可以實現內進氣壓差法沉積工藝。進一步，所述導流罩的側壁均布有通孔。采用上述進一步方案的有益效果是，在導流罩的側壁設置通孔可以實現外進氣壓差法沉積工藝。進一步，所述進氣管的上部封閉，側壁均布有氣流孔。采用上述進一步方案的有益效果是，在進氣管側壁設置氣流孔可以使氣體均勻分流，保證爐內氣氛均勻。進一步,所述導流罩由炭/炭復合材料制成。采用上述進一步方案的有益效果是，炭/炭復合材料因其重量輕、高溫下機械強 度高，便于操作和清理，非常適合在沉積爐內做承載材料使用。

圖I為本實用新型實施例I的結構示意圖；圖2為本實用新型實施例2的結構示意圖；圖3為圖2的A-A剖視圖；圖4為本實用新型實施例I的應用原理示意圖；圖5為本實用新型實施例2的應用原理示意圖。在圖I到圖5中，I、爐體底板；2、進氣管；3、導流罩；4、氣流孔；5、通孔；6、工件托板；7、工件預制體；8、爐體；9、盲板；10、排氣孔；11、盲板孔。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本實用新型，并非用于限定本實用新型的范圍。實施例I如圖I所示，一種化學氣相沉積爐進氣分布裝置，包括爐體底板I及設于所述爐體底板I上的進氣管2，其特點在于，在所述進氣管2的上部設有導流罩3，所述導流罩3呈下部開口的圓桶形結構，所述導流罩3的頂部設有通孔5。所述進氣管2的上部封閉，側壁均布有氣流孔4。所述導流罩3由炭/炭復合材料制成。如圖4所示,為本實施例I的應用原理示意圖。在所述導流罩3的頂部設有工件托板6，工件托板6的中心對應于導流罩3的頂部通孔5也設有通孔，將工件預制體7碼放在所述工件托板6上，在工件預制體7的頂部再壓上盲板9，該盲板9的外緣與爐體8之間留有間隙。工作時，炭源氣體通過進氣管2和導流罩3頂部的通孔5，由工件預制體7內環進入，穿過工件預制體7并經其外環逸出，然后通過爐頂的排氣孔10排出爐外。真空狀態下，在工件預制體7內外環間形成壓差，實現炭源氣體由內向外強制流動，使氣體在工件預制體7由內環向外環快速擴散并熱解，進行沉積，由于內外環有壓差，炭源氣體的擴散速率比單純等溫CVI快，故沉積速率快，當工件預制體7達到一定密度時，一個沉積周期結束。實施例2如圖2和圖3所示，一種化學氣相沉積爐進氣分布裝置，包括爐體底板I及設于所述爐體底板I上的進氣管2，其特點在于，在所述進氣管2的上部設有導流罩3，所述導流罩3呈下部開口的圓桶形結構，所述導流罩3的側壁均布有通孔5。所述進氣管2的上部封閉，側壁均布有氣流孔4。所述導流罩3由炭/炭復合材料制成。如圖5所示,為本實施例2的應用原理示意圖。在所述導流罩3的頂部設有工件托板6，將工件預制體7放在所述工件托板6上，在工件預制體7的頂部再壓上盲板9，該盲板9中心設有盲板孔11，邊緣與爐體8之間密封連接。工作時炭源氣體通過 進氣管2和導流罩3側壁的通孔5，由工件預制體7外環進入，穿過工件預制體7進入其內環并通過所述盲板9頂部的盲板孔11逸出，然后通過爐頂的排氣孔10排出爐外。真空狀態下，在工件預制體7外內環間形成壓差，實現炭源氣體由工件預制體7外環向內環強制流動，使氣體在工件預制體7由外環向內環快速擴散并熱解，隨后沉積，由于外內環有壓差，炭源氣體的擴散速率比單純等溫CVI快，故沉積速率高，當工件預制體7達到一定密度時，一個沉積周期結束。也可以視材料的密度情況交替使用內進氣壓差法和外進氣壓差法裝置以實現材料快速致密，同時節能減排，降低成本。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種化學氣相沉積爐進氣分布裝置，包括爐體底板及設于所述爐體底板上的進氣管，其特征在于，在所述進氣管的上部設有導流罩，所述導流罩呈下部開口的圓桶形結構，所述導流罩上設有通孔。
2.根據權利要求I所述的化學氣相沉積爐進氣分布裝置，其特征在于，所述導流罩的頂部設有通孔。
3.根據權利要求I所述的化學氣相沉積爐進氣分布裝置，其特征在于，所述導流罩的側壁均布有通孔。
4.根據權利要求I、2或3所述的化學氣相沉積爐進氣分布裝置，其特征在于，所述進氣管的上部封閉，側壁均布有氣流孔。
5.根據權利要求I、2或3所述的化學氣相沉積爐進氣分布裝置，其特征在于，所述導流罩由炭/炭復合材料制成。
專利摘要本實用新型公開了一種化學氣相沉積爐進氣分布裝置。其包括爐體底板及設于所述爐體底板上的進氣管，其特點是在進氣管的上部設有導流罩，導流罩呈下部開口的圓桶形結構，導流罩的頂部或側壁設有通孔。所述進氣管的上部封閉，側壁均布有出氣孔。所述導流罩由炭/炭復合材料制成。采用本實用新型的進氣分布裝置，并配合工件在沉積爐中的合理排放，可以方便的實現內進氣壓差法或外進氣壓差法生產工藝，不僅可提高CVI速率，還可大大縮短CVI周期，而且材料密度梯度少，材質均勻，尤其適合于炭/炭復合材料飛機剎車盤的制造。
文檔編號C23C16/455GK202543325SQ20122010594
公開日2012年11月21日 申請日期2012年3月20日 優先權日2012年3月20日
發明者劉玉清 申請人:煙臺魯航炭材料科技有限公司