一致性和稳定性,因此用户对设备的均温性要求不断提高,表2为同尺寸不同工艺对设备均温性的要求:
工艺常用设备均温性TUS要求(℃)预氧化连续式预氧化炉±2碳化网带式连续碳化炉、真空碳化炉±7高温石墨化高温石墨化真空炉±15化学气相沉积化学气相沉积炉±5
表2不同工艺过程对炉温均匀性的要求目前,湖南顶立科技有限公司经过不断研究,通过对发热体的布置、保温结构等多个系统的综合设计,设备均温性超过常规设备水平,具体见表3:
均温性℃连续式预氧化炉1700×230×60000(W×H×L)±15设备设备尺寸(mm)网带式连续碳化1500×230×20000(W×H×L)±5炉真空碳化炉1300×1300×1900(W×H×L)±5高温石墨化真空1300×1300×1900(W×H×L)±75炉化学气相沉积炉2500×2500×5000(W×H×L)±35
测试条件350℃横截面5点测温架900℃横截面5点测温架1050℃立体21点测温架1050℃立体21点测温架1050℃立体21点测温架
表3湖南顶立科技不同炉型的均温性情况
33大尺寸要求:近年来,随着碳材料在航空航天领域应用的不断深入,用户对产品尺寸、产品产量、生产效率及运行成本等提出了更高的要求,设备尺寸要求也不断提高。在确保温度均匀性和设备可靠性的基础上,尽可能的将设备尺寸大型化已成了碳材料装备的重要发展方向。
f目前,湖南顶立科技有限公司提供的最大尺寸的电阻炉尺寸达32m3,见表4,如不考虑运输等因素影响,该尺寸还可以进一步增大:
最大尺寸(均温区W×H×L)最高温度设计功率应用(mm)(℃)(Kw)电阻2500×2500×500023002400化学气相沉积、高炉温石墨化中频Φ1700×500023001080高温石墨化炉炉型
表4电阻炉与中频炉目前最大规格尺寸
34副产物高回收率、零污染要求:由于生产工艺不同,碳材料生产都会产生大量的副产物,特别是碳化炉和化学气相沉积炉,会产生大量的焦油、有机烃类、盐酸等物质,随着人们环境意识的不断增强,对碳材料生产的安全环保要求也与日俱增。因此,要求设备处理副产物的能力也不断提高。根据不同的工艺要求,常见的副产物见表5
生产工艺碳化石墨化CC化学气相沉积CSiC化学气相沉积
常用设备连续式碳化炉
高温石墨化炉CC化学气相沉积CO、CO2、CH4、C3H8、焦油冷凝、过滤炉CSiC化学气相沉CO、CO2、CH4、C3H8、焦油、冷凝、过滤、中积炉HCl和
表5不同碳材料工艺副产物情况及处理措施
主要副产物处理措施CO、CO2、酚醛树脂、焦油燃烧、分解等CO、CO2、CH4冷凝、过滤
35自动化程度不断提高随着技术的不断进步,碳r