Устройство для получения изделий из пиролитического углерода

 

ОП ИСАИЯЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия (11) 532998

Союз Советскик

Социалистимеских

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) 3аявлено 28.12.73 (21) 1980890/23-26 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 05 05.76. БюллЕтень № 17 (45) Дата опубликования описания 07.05.76 (51) М. Кп.

С 01 В 31/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и отнрытий (>) Д1 661„666.1 (088.8) (72) Авторы изобретения A. A. 111ерстнев . E. H. Люкшин, В. С. Дергунова, Г. И. Долгачева и О. В, Скиба (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ

1 ИЗ ПИРОЛИТИЧЕСКОГО УГЛЕРОДА 2

Изобретение относится к устройству для получе- ала (в основном, промышленного графита), имеющения изделий из пиролитического углерода. Такие из- го коэффициент теплового расширения, отличный от делия находят широкое применение, например, тигли - коэффициента теплового расширения пиролитнческов электрохимической, стекольной, электронной про- ro углерода.

1 мышленности, экраны - в космической технике, испа- 11ель изобретения - предотвращение образования рители - в электронной технике и металлургии. трещин в изделии из пиролитического углерода. Эта i

Известно устройство для получения изделий из пи- цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве ролитического углерода, включающее корпус, снаб- шаблон снабжен укрепленным на нем слоем из волокженный средствами для формирования струи углерод- нистого углеродного материала, ограничивающим содержащего газа и отвода газообразных продуктов размеры изделия, причем слой волокнистого углеродпиролиза, укрепленный в корпусе шаблон для осаж- ного материала может быть укреплен с внутренней дения пиролитического покрытия и нагреватель. В или внешней стороны, шаблона, на уровне нли ниже известном устройстве размер изделия определяется торца его, а также на торце шаблона. размером шаблона. В процессе пиролнза углеродсо- 15 В качестве волокнистого утлеродного материала исдержащих газов при температуре 1600-2500оС пироли- пользуют волокна, ткань, войлок, вату. после термотический углерод осаждается»а доступную поверх- обработки при температуре выше 2500оС. ность шаблона, элементов крепления шаблона к кор- На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, пусу и на друвис детали устройства. общий вид; на фиг. 2 - то же, слой волокнистого уг20

Недостатком такого устройства является возникно- леродного материала укреплен с внешнсй стороны вение трещин в покрытии на шаблоне или элементах шаблона; на фиг. 3 - то же, слой волокнистого углекрсплсния шаблона при охлаждении в том случае, родного материала укреплен на внутренней стороне если шаблон и эл. менты ег; крепления к корпусу или на уровнс торца ш;.блопа; на фнг. 4 - то жс, четыре только элементы крепления изготовлены из матери- б <слоя волокнистого углеродного материала укреплены йа внутренней стороне шаблона ниже уровня торца его; на фиг. 5 - то же, слой волокнистого углеродно: го материала укреплен на торпвх шаблона, Устройство включает средство для формирования струи углеродсодержащего газа, состоящее из форка-. меры 1 для подогрева газа и диска 2 с отверстием; шаблон 3, корпус 4, ограничивающий реакционное пространство; средство для отвода газообразных продуктов пиролиза, содержащее диск 5, предназначенныР также для крепления шаблона; слой б волокнистого, углеродного материала, укрепленный с внешней стороны шаблона 3; предохранительный стакан 7 и нагреватель 8.

Устройство работает следующим образом.

В устройстве соездают вакуум и осуществляют нагрев до требуемой температуры с помощью нагревате. . ля 8 (детали устройства изготавливают иэ графита).

Внутрь устройства подают сетевой газ, содержащий 92-98% метана. Газ вводят в форкамеру 1 при определенном разрежении, где он предварительно подогревается. Из форкамеры газ через отверстие в диске 2 ! поступает внутрь шаблона 3 и далее через отверстщ в диске 5 удаляется из устройства. Внутри устройства происходит пиролмз углеродсодержащего газа, при этом образуется газонепроницаемое твердое пироуглеродное покрытие на поверхности шаблона 3, а также на всей доступной поверхности устройства, включая слой углеродного волокнистого материала (см. фиг.

1) . После осаждения на поверхности шаблона 3 покрытия заданной толщины подачу углеродсодержащего газа в устроиство прекращают.

При охлаждении линейные размеры элементов устройства из графита и углеродного покрытия яви* ду разности коэффициентов линсйного расширения уменьшаются в разной степени. В зависимости от относительнсго расположения элементов устройства и покрытия в них возникают либо растягивающие, ли-, бо сжимающие напряжения. В том случае, если растягивающие напряжения превышают предел прочности на разрыв, в материале образуются трещины, Которые распрос праняются до границы,слоя из волокнистого углеродного материала. В покрытии на слое волокнистого углеродного материала трещины не возникают потому, что слой из волокнистого углерод ного материала имеет низкий модуль упругости и коэффициенты линейного расширения материала и покривя близки. Прм отделении покрьпия, являющегося изделием, на шаблоне от покрытия на днс4 ках 2 и 5 трещины в изделмп не возникают в случае, если линия разреза:проходит по слою из волокнистого углеродного материала.

Пример. Слой толщиной 10 и шириной 50 мм из б углеродных волокон марки BMH-3 наматывают на внутреннюю поверхность шаблона из промышленного графита в форме тигля размером 90 х 350 мм с усилием 0,3 кгм (в соответствии с фиг. 2}. 1Затем на шаблои осаждают пиролитическое углеродное покрытие

Ю толщиной 2 мм путем пиролмза метана при температуре 2000оС и давлении 10 мм рт, ст. в течение 8 час.

После охлаждения в покрытии, осажденном на внутренней поверхности шаблона, трещин не обнаружено.

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

Были установлены оптимальные соотношения размеров слоя из волокнистого углеродного материала

20 и толщины осаждаемого покрытия. Соотношение тол.

|цин должно быть не менее 2: 1, а ширины слоя и толщины покрытия не менее 5: I.

Применение предлагаемого устройства увеличивает выход годных иэделий в виде тиглей с 15 до 100%.

Формула . изобретения

1, Устройство для получения изделий из пиролитического углерода, включающее корпус, снабженный

:ре,яствами для формирования струи углеродсодер- жащего газа и отвода газообразных продуктов лиролиза, укреплснный в нем шаблон для осаждения 1

3в пиролитического покрытия и нагреватель, о т л и ч аю щ е е 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, о т л и ч а ю щ е е с я тем,. что слой волокнистого углеродного материала укреплен с внутренней стороны шаблона.

3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, 45 (то слой волокнистого углеродного материала укреп-, лен санешней стороны шаблона.

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

ЬО 5. Устройство поп. 1,отли ча ющее с я тем, что слой волокнистого углеродного материала укреплен на торце шаблона.

512998

Составитель Т. Ильинская

Тсхред И. Ковач . Корректор Л Анджнсвская тсдактор Л. Ушакова

Заказ,426/22

Подлиснос

Тираж 629

ЦИИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР но делам изобретений и открытий

I! 3035, Москва, Ж-35, Рауьчская наб., д. 4/5

Филнац ППП "Патент", г. Ужгород ул. Гагарина, l0>