一种单晶炉碳/碳复合材料隔热屏及其制备方法.pdf

本发明提供一种多晶硅还原炉用碳/碳材料隔热屏，具体公开了一种单晶炉碳/碳复合材料隔热屏及其制备方法。此隔热屏结构为拼接结构，包括屏上圈与屏下圈及碳条，屏上圈与下圈之间用一定宽度的碳条与碳螺钉，组合拼装成一个近似于圆的多边形；根据所需隔热屏的外径，内径及高度尺寸，确定上圈及下圈的规格，其中上圈及下圈的内径设计为隔热屏的内径，其外径为内径尺寸加10～40mm；高度一般设计为10～50mm，且在上圈下部及下圈上部为台阶面，上面根据圆周尺寸均布一定数量的螺纹孔，螺纹孔规格为M5～M24，孔间距为孔径的2～4倍；碳条为长方条状，将碳条与屏下圈用碳螺钉固定连接，全部完成后再连接屏上圈，即可组装成为一个整体隔热屏组件。

权利要求书
1.  一种单晶炉用碳/碳复合材料隔热屏，其特征在于：包括上圈、下圈、侧板，所述上圈下圈的内径均为600～1200mm，外径为640～1300mm，高度为30～50mm，在距上圈下部及下圈上部15～25mm处有盖台阶面，深度为10～25mm，在台阶面处中间位置有M8～M16的螺纹孔，孔间距为28～50mm；所述侧板规格为（450mm～720mm）×（25mm～50mm）×（8mm～12mm），上下端有M8～M16的螺纹孔，螺纹孔的数量为65～150件；所述上圈、下圈、侧板之间通过碳螺钉固定，其规格为（M8～16）×（18～35mm），数量为75～130件。

2.  一种单晶炉用碳/碳复合材料隔热屏的制备方法,其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：制备上下圈，选用体积密度为1.5～1.6g/cm3的碳/碳复合材料加工，其中屏上圈及下圈的内径均为600～1200mm，外径为640～1300mm，高度为30～50mm，在距上圈下部及下圈上部15～25mm处加盖台阶面，深度10～25mm，在台阶面处中间位置打M8～M16的螺纹孔，孔间距为28～50mm；
步骤二：选择体积密度为1.2～1.4g/cm3的碳/碳复合材料加工碳条，作为侧板，其规格为（450mm～720mm）×（25mm～50mm）×（8mm～12mm），上下端打M8～M16的螺纹孔，螺纹孔的数量为65～150件；
步骤三：选择体积密度为1.6g/cm3的碳/碳复合材料加工碳螺钉，规格为（M8～16）×（18～35mm）；数量为75～130件；
步骤四：装配，按下圈连接碳条，再连接上圈的顺序组装完成。

3.  根据权利要求1所述的一种单晶炉用碳/碳复合材料隔热屏的制备方法,其特征在于：步骤二中所述的碳/碳复合材料的密度范围为1.2～1.8g/cm3。

4.  根据权利要求1所述的一种单晶炉用碳/碳复合材料隔热屏的制备方法,其特征在于：步骤二所述碳条可采用碳板经加工剪切而成。

说明书一种单晶炉碳/碳复合材料隔热屏及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种复合材料隔热屏，具体涉及一种采用拼装方式的单晶炉用碳/碳复合材料隔热屏。
背景技术
碳/碳复合材料隔热屏广泛应用于直拉单晶炉等高温工业设备中，其性能及寿命对单晶炉运行的降低能耗，减轻污染具有关键作用。一般碳/碳隔热屏的制备采用等温化学气相沉积（CVD）或碳布缠绕固化的致密化工艺，均为整体圆筒结构。等温CVD技术，是碳/碳材料致密化工艺中最常用，最简便的一种方法，可实现批量生产，单由于存在瓶颈效应，工艺过程中需多次出炉、翻转并加工去除表面硬壳，造成工艺周期长，效率低下，同时必须留有较大的加工余量，造成成本居高不下。碳布缠绕固化的致密化工艺，是采用树脂体系进行致密处理的工艺，存在着工艺复杂，产品性能不均匀等问题，一是所用设备种类多，且需较大的容积；二是在碳化及高温处理中易变形、开裂，尤其是即使处理到很高的温度，仍存在杂质多，使用寿命短等缺点。因此，不论是采用等温CVD技术还是采用碳布缠绕固化的技术制备隔热屏，均不利于稳定产品质量，提高生产效率并降低生产成本。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种采用拼装方式的单晶炉用碳/碳复合材料隔热屏，解决了其他结构及成型工艺周期长，效率低，成本高的缺点。
本发明的技术方案如下：一种单晶炉用碳/碳复合材料隔热屏，包括上圈、下圈、侧板，上圈下圈的内径均为600～1200mm，外径为640～1300mm，高度为30～50mm，在距上圈下部及下圈上部15～25mm处有盖台阶面，深度为10～25mm，在台阶面处中间位置有M8～M16的螺纹孔，孔间距为28～50mm；所述侧板规格 为（450mm～720mm）×（25mm～50mm）×（8mm～12mm），上下端有M8～M16的螺纹孔，螺纹孔的数量为65～150件；上圈、下圈、侧板之间通过碳螺钉固定，其规格为（M8～16）×（18～35mm），数量为75～130件；
一种单晶炉用碳/碳复合材料隔热屏的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：制备上下圈，选用体积密度为1.5～1.6g/cm3的碳/碳复合材料加工，其中屏上圈及下圈的内径均为600～1200mm，外径为640～1300mm，高度为30～50mm，在距上圈下部及下圈上部15～25mm处加盖台阶面，深度10～25mm，在台阶面处中间位置打M8～M16的螺纹孔，孔间距为28～50mm；
步骤二：选择体积密度为1.2～1.4g/cm3的碳/碳复合材料加工碳条，作为侧板，其规格为（450mm～720mm）×（25mm～50mm）×（8mm～12mm），上下端打M8～M16的螺纹孔，螺纹孔的数量为65～150件；
步骤三：选择体积密度为1.6g/cm3的碳/碳复合材料加工碳螺钉，规格为（M8～16）×（18～35mm）；数量为75～130件；
步骤四：装配，按下圈连接碳条，再连接上圈的顺序组装完成。
步骤二中的碳/碳复合材料的密度范围为1.2～1.8g/cm3。
步骤二中碳条可采用碳板经加工剪切而成。
本发明的显著效果在于：采用的新型结构隔热屏，其结构中碳圈，碳条及碳螺钉等均为板材裁切加工而成，可实现批量生产，且产品性能均匀稳定。解决了其他结构及成型工艺周期长，效率低，成本高的缺点，通过本发明制备隔热屏，工艺简便，成本低廉。
附图说明
图1为隔热屏结构平面示意图
图2为隔热屏结构俯视图
图中：1上圈，2下圈，3碳螺钉，4侧板
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
（1）根据要求制备内径800mm，壁厚20mm，高度700mm的隔热屏，首先制备上下圈，选用体积密度为1.6g/cm3的碳/碳复合材料加工，其中上圈及下圈的内径均为1000mm，外径为860mm，高度为40mm，在高度20mm处加盖台阶面，深度15mm，在台阶面处中间位置打M12的螺纹孔，孔间距为40mm；
（2）选择体积密度为1.4g/cm3的碳/碳复合材料加工碳条，作为侧板，其规格为660×40×10mm，上下端打M12的螺纹孔，数量为65件；
（3）选择体积密度为1.6g/cm3的碳/碳复合材料加工碳螺钉，规格为M12×25mm，数量为130件；
（4）装配，按下圈连接碳条，再连接上圈的顺序组装完成。
实施例2
（1）根据要求制备内径1200mm，壁厚50mm，高度500mm的隔热屏，首先制备上下圈，选用体积密度为1.6g/cm3的碳/碳复合材料加工，其中上圈及下圈的内径均为1200mm，外径为1300mm，高度为50mm，在高度25mm处加盖台阶面，深度25mm，在台阶面处中间位置打M16的螺纹孔，孔间距为50mm；
（2）选择体积密度为1.3g/cm3的碳/碳复合材料加工碳条，作为侧板，其规格为450×50×12mm，上下端打M16的螺纹孔，数量为80件；
（3）选择体积密度为1.6g/cm3的碳/碳复合材料加工碳螺钉，规格为M16×35mm，数量为160件；
（4）装配，按下圈连接碳条，再连接上圈的顺序组装完成。
实施例3
（1）根据要求制备内径600mm，壁厚10mm，高度750mm的隔热屏，首先制备上下圈，选用体积密度为1.5g/cm3的碳/碳复合材料加工，其中上圈及下圈的内径均为600mm，外径为640mm，高度为30mm，在高度15mm处加盖台阶面，深度10mm，在台阶面处中间位置打M8的螺纹孔，孔间距为28mm；
（2）选择体积密度为1.2g/cm3的碳/碳复合材料加工碳条，作为侧板，其规格为720×25×8mm，上下端打M8的螺纹孔，数量为75件；
（3）选择体积密度为1.6g/cm3的碳/碳复合材料加工碳螺钉，规格为M8×18mm，数量为150件；
（4）装配，按下圈连接碳条，再连接上圈的顺序组装完成。