Устройство для получения изделий из пиролитического углерода Советский патент 1976 года по МПК C01B31/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПО 1ИЗ ПИРОЛИТИЧЕСКО Изобретение относится к устройству для получения изделий из пиролитического углерода. Такие изделия находят 1иирокое применение, например, тигли в электрохимической, стекольной, электронной промышленности, экраны - в космической технике, испарители - в электронной технике и металлургии. Известно устройство для получения изделий из пиролитического углерода, включающее корпус, снабЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ГО УГЛЕРОДА2 ала (в основном, промышленного графита), имеющего коэффициент теплового расширения, отличный от коэффициента теплового расширенияпиролитического углерода. Цель изобретения - предотвращен 1е образования трещин в изделии из пиролитического углерода. Эта i цель достигается тем, что в предлагаемом уст то1 тстве шаблон снабжен укрепленным на нем слоем из волокна внутренне1г стороне цгаблона ниже уровня торна его; на фю. 5 - то же, слой волокнистого угпсролного материала укреплен на торцах шаблона.;

Устройство включает средство для формирования струн углеродсодержащего газа, состоящее из форкаеры 1 для подогрева газа и диска 2 с отверстием; аблон 3, корпус 4, ограничивакнцкй реакционное ространство; средство для отвода газообразных проуктов пиролиза, содержащее диск 5, предназначенный акже для крепления шаблона; слой 6 волокнистого, глеродного материала, укрепленный с внешней стооны шаблона 3; предохранительный стакан 7 и нагеватель 8.

Устройство работает следующим образом.

В устройстве соездают вакуум и осуществляют нагрев до требуемой температуры с помощью нагревателя 8 (детали устройства изготавливают из графита). Внутрь устройства подают сетевой газ, содержащий 92-98% мгташ. Газ вводят в форкамеру 1 при определенном разреже1ши, где он предварительно подогревается. Из форкамеры газ через отверстие в диске 2 поступает внутрь шаблона 3 и далее через отверстия,в диске 5 удаляется из устройства. Внутри устройства происходит пиролиз углеродсодержащего газа, при этом образуется газонепроницаемое твердое пироуглеродное покрытие на поверхиости шаблона 3, а также на всей доступной поверхности устройства, включая слой углеродного волокнистого материала (см. фиг. ). После осаждения на поверхности шаблона 3 покрытия заданной толщины подачу углеродсодержащего газа 3 устройство прекращают.

При охлаждении линейные размеры элементов устройства из графита и углеродного покрытия ввиду разности коэффициентов линейного расширения уменьшаются в разной степени. В зависимости от относительного ;асположения элементов устройства и покрытия Б них возникают либо растягивающие, ли-, бо сжимающие напряжения. В том случае, ес;ш растя иваю1дие напряжения превышают предел прочности на разрыв, в материале образуются трещины, которые распространяются до граниЩ)1.слоя из волокнистого углеродного материала. В покрытии на слое волокнистого углеродного материала трещлны не возникают потому, что слой из волокнистого углеродного материала имеет низкий модуль упругости и коэффициелты линейного расширения материала и покрьЕтая . При отделении покрытия, являн щегося изделием, на шаблоне от покрытия на дисках 2 и 5 треищны в изделии не возникают ц случае, если ;шния разреза-прюходит по слою из волокнистого углеродного материала.

Пример. Слой толщиной 10 и шириной 50 мм из

углеродных волокон марки ВМН-3 наматьшают на внутреннюю поверхность /паблона из промышленного графи та в форме тигли размером90 х 350 мм с усилием 0,3 кгм (в соответствии с фиг. 2). атем на шаблш осаждают пиролитическое углеродное покрытие

толщиной 2 мм путем пиролиза при температуре 2000°С и давлении 10 мм рт. ст. в тече1ше 8 час. После охлаждения в покрытии, осажденном на внутренней поверхности шаблона, трещин не обнаружена.

В покрытии, осажденном на внешней поверхности шаблона имеются трещины, которые распространяются до граниды слоя и исчезают.

Были установлены оптимальные соотнощения размеров слоя из волокнистого углеродного материала

и толщины осаждаемого покрытия. Соотношение толщин должно быть не менее 2:1, а ширины слоя и толщины покрытия не менее 5:1.

Применение предлагаемого устройства увеличивает выход годных изделий в виде тиглей с 15 до 100%,

Формула -изобретения

1, Устройство для получения изделий из пиролитического углерода, включающее корпус, снабженный средствами для формирования струи углеродсодержащего газа и отвода газообразных продуктов пиро-. пиза, укрепленный в нем шаблон для осаждения i

аиролитического покрытия и нагреватель, отличающее с я тем, что, с целью предотвращения обра-, зования трещин в изделии, шаблон снабжен укрепленным на нем слоем из волокнистого углеродного материала, ограничивающим размеры изделия.

2. Устройство по п. 1,отличающееся тем, что слой волокнистого углеродного материала ук- реплен с внутренней стороны шаблона.

3.Устройство по п.. 1,отличающееся тем, по слой волокнистого углеродного материала укреп-, пен сьнешней стороны шаблона.

4.Устройство по пп. 2,3 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что слой волокнистого углеродного материала укреплен на уровне или ниже торца шаблона.

5. Устройство поп. 1, о т л и ча юще е с я тем, что слой волок1шстого углеродного материала укреплен на торце шаблона.

О

О О О

О

о

.1 у ххххх:

иг. 2 X / у / / / 7 к