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硅化

硅化是制造现代陶瓷基碳纤维增强复合材料的重要过程。 这些复合材料具有优异的材料性能,例如高热稳定性,高导热性,低密度和高耐磨性。
由于其特性,碳/碳 – 碳化硅复合材料因此是在高氧化性气氛和极高温度下的首选材料。 该材料例如用于导弹火箭的喷气翼,跑车的刹车片,防弹背心和航天器的整流罩(重返地球大气层)。 这些化合物的主要制造工艺之一是硅化,更准确地说是多孔碳/碳的液态硅渗透(LSI)。 与化学气相渗透等其他工艺相比,LSI是一种经济高效的制造工艺,可以在卡 卡博莱特盖罗HTBL GR 真空炉 中实现。 在炉子中进行热处理时,二氧化硅会熔化在多孔碳/碳材料的顶部并扩散到材料的孔中。 这导致碳基质与硅反应,从而形成SiC,并产生一种致密材料,其碳/碳链段被SiC彼此隔开。 HTBL炉的全方位可达性,装取样品便捷,对于该应用非常有利。 自动软件控制使无人值守的操作成为可能,并确保正确的数据记录。

HTBL 80 GR/22-1G: 底载式炉有效容积80L,最高加热温度2200°C,进样方式灵活方便。

HTBL 80 GR/22-1G: 底载式炉有效容积80L,最高加热温度2200°C,进样方式灵活方便。

卡博莱特盖罗进行热解和硅化的设备

右侧显示了由卡博莱特盖罗建立的同时进行热解和硅化的工厂。 第一单元用于碳基材料的热解过程。 该热解可以在分压模式下进行。 这意味着炉内的总压力低于大气压。 同时又将惰性气体持续通入炉中。 典型的脱脂排胶温度在400°C至600°C之间。 在此温度范围内,粘合剂通过温度和负压的结合而蒸发。 朝向加热的气体出口的确定路径将粘合剂从熔炉中吸出,进入真空泵。 因此,真空泵是一种特殊的油泵,能够泵送粘合剂。 最后,在压缩空气和丙烷气的驱动下,粘合剂在主动加力燃烧器中燃烧。 第二台HTBL 底载式炉本身用于硅化。 液态二氧化硅的熔点为1414℃。 该炉设计最高温度为2000°C。 下面显示了在工厂验收测试期间进行硅化前后的碳材料的一些图片。 用于硅化处理的HTBL配有预真空抽气装置,顶部装有罗茨泵。 炉子采用三区控温,以改善可用空间内的温度分布。
两台真空热炉均成功安装在客户的生产区域中。

用户安装的两台HTBL 80 GR/22-1G底载式炉,一台用于热分解,另外一台用于硅化处理。

用户安装的两台HTBL 80 GR/22-1G底载式炉,一台用于热分解,另外一台用于硅化处理。

罗茨泵

罗茨泵抽真空可以达到精真空。油扩散泵可以用于分压下的排胶工艺,泵可以安装在独立支架上。

硅化 - Figure 4

硅化前旋片的初始位置:旋片垂直于石墨棒。石墨棒之间平行放置。硅化处理后的坩埚如下图所示。

硅化 - Figure 5

硅化后坩埚与之前图片中一致。一些旋片偏离初始位置。

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