本发明涉及材料表面处理,尤其涉及一种用于石墨制品表面形成碳化硅涂层的设备。
背景技术:
1、随着科技的不断发展,石墨制品在众多领域中得到了广泛应用,如冶金、化工、电子等,然而,石墨制品在某些特定环境下存在一些不足之处,例如抗氧化性差、耐磨性不足等,为了提高石墨制品的性能和使用寿命,在其表面形成碳化硅涂层成为一种有效的解决方案。
2、立式沉积炉是一种利用化学气相沉积法制备涂层的设备,一般由炉体、底座和位于炉体内部用于放置工件的架体组成,炉体和底座之间为可拆卸式连接,通过使炉体和底座分离实现工件的放置与取出,使用时工件放置于架体上,然后将含有硅和碳的反应气体引入炉体内部,在一定的温度和压力条件下,使气体发生化学反应并在石墨制品表面沉积形成碳化硅涂层。
3、传统的立式沉积炉在对开设有贯穿孔的石墨制品制备碳化硅涂层时,由于石墨制品上的孔洞狭小,相较于在石墨制品周围流动,反应气体穿过孔洞会受到更大的阻力,因此反应气体难以进入孔洞内部,导致石墨制品的孔洞内壁上形成碳化硅涂层厚度显著小于石墨制品外表面的碳化硅涂层厚度,使得石墨制品上的碳化硅涂层厚度不均,降低了工件的涂层制备效果。
技术实现思路
1、本发明的目的在于:为了解决传统的立式沉积炉在对开设有贯穿孔的石墨制品制备碳化硅涂层时,由于石墨制品上的孔洞狭小,相较于在石墨制品周围流动,反应气体穿过孔洞会受到更大的阻力,因此反应气体难以进入孔洞内部,导致石墨制品的孔洞内壁上形成碳化硅涂层厚度显著小于石墨制品外表面的碳化硅涂层厚度的问题,而提出的一种用于石墨制品表面形成碳化硅涂层的设备。
2、为了实现上述目的,本发明采用了如下技术一种用于石墨制品表面形成碳化硅涂层的设备:包括底座和放置于底座上的外炉体,所述外炉体的顶部固定安装有输气管,还包括:
3、导气机构,所述导气机构包括与输气管固定连通的连通盒,所述连通盒的顶部设置有进气管;
4、传动组件,所述传动组件包括转动连接于连通盒内部的叶轮,所述叶轮的底部固定安装有上部转轴,所述底座上转动连接有开设有连接孔的下部转轴,所述下部转轴和上部转轴的内部分别设置有相连通的出气通道,所述下部转轴上开设有条形槽,所述下部转轴上套接有凸轮件,所述凸轮件的内部滑动连接有嵌入条形槽内部的插销;
5、控流机构,所述控流机构包括套接于下部转轴上的放置板,所述放置板的内部开设有腔体,所述腔体的底部开设有出气口,所述腔体的内部滑动连接有推板,所述推板和腔体的内壁之间设置有弹簧c,所述放置板的底部固定连接有下部孔板,所述下部孔板内部的孔洞中滚动安装有滚珠,所述下部孔板的内部宽度大于滚珠的半径且小于滚珠的直径;
6、所述下部孔板放置于石墨制品上方后,所述滚珠被石墨制品顶入下部孔板的内部,所述滚珠与下部孔板的孔洞之间产生缝隙,所述推板往复滑动将反应气体吸入腔体中然后使反应气体从出气口中吹出,反应气体经过滚珠与下部孔板孔洞之间的缝隙吹出至石墨制品的孔洞中。
7、作为上述技术一种用于石墨制品表面形成碳化硅涂层的设备的进一步描述:所述放置板的顶部滑动连接有上部孔板,所述上部孔板的底部固定连接有支撑板,所述支撑板贯穿并延伸至腔体的内部,所述推板的顶部倾斜。
8、作为上述技术一种用于石墨制品表面形成碳化硅涂层的设备的进一步描述:所述凸轮件转动连接于放置板的内部,所述推板靠近凸轮件的一侧固定连接有穿过弹簧c的推杆,所述推杆靠近凸轮件的一端转动连接有滚轮。
9、作为上述技术一种用于石墨制品表面形成碳化硅涂层的设备的进一步描述:所述放置板的底面转动连接有垫片,所述垫片的边沿固定连接有等距圆周排布的叶片,所述叶片位于出气口的正下方。
10、作为上述技术一种用于石墨制品表面形成碳化硅涂层的设备的进一步描述:所述外炉体的内部固定连接有内隔层,所述内隔层和外炉体内壁之间形成输气腔,所述输气管贯穿外炉体与输气腔连通,所述内隔层上开设有若干组进气孔,相邻所述放置板之间的一组进气孔中固定装配有外壳,其余所述进气孔中安装有封闭塞,所述外壳的内部滑动连接有阻挡板,所述阻挡板和外壳内壁之间设置有弹簧a。
11、作为上述技术一种用于石墨制品表面形成碳化硅涂层的设备的进一步描述:所述外炉体的顶部固定连接有与上部转轴转动连接的转接件,所述上部转轴内部的出气通道与转接件相连通。
12、作为上述技术一种用于石墨制品表面形成碳化硅涂层的设备的进一步描述:所述下部转轴的顶部固定连接有嵌块,所述嵌块嵌入于上部转轴的底部。
13、作为上述技术一种用于石墨制品表面形成碳化硅涂层的设备的进一步描述:所述插销和凸轮件的内壁之间安装有弹簧b,所述插销靠近下部转轴的一侧为锥形。
14、综上所述,由于采用了上述技术一种用于石墨制品表面形成碳化硅涂层的设备,本发明的有益效果是:
15、通过推板的移动对气流进行输送,气流的动能增加,从而使反应气体在流动过程中更容易从石墨制品的孔洞内部经过,进而使得石墨制品上的孔洞内壁上能够充分形成碳化硅涂层,解决了现有装置难以在石墨制品孔洞内壁上形成碳化硅涂层的问题,使石墨制品上各个位置处的碳化硅涂层厚度趋于一致,从而提高涂层的制备效果,此外,只有与石墨制品接触的滚珠才会被顶起,从而与下部孔板的孔洞之间形成缝隙,因此反应气体只会从位于石墨制品上方位置处的孔洞中喷出,该种设计能够根据石墨制品的放置位置控制反应气体的喷出位置,从而针对每个石墨制品进行孔洞内部涂层强化,避免出现不必要的气流输送,提高使用效果,并且反应气体从石墨制品上方喷出,使石墨制品顶面各处与反应气体接触更加均匀,提高石墨制品顶面碳化硅涂层的均匀性;
16、推板的移动不断将反应气体吸入和喷出,使石墨制品周边的反应气体始终处于被扰动状态,从而提高了反应气体分布的均匀性,提高石墨制品上碳化硅涂层的均匀性;
17、在反应气体被输送的过程中,上部孔板向上移动,使上部孔板的孔洞与之内部的滚珠之间形成缝隙,减少上部孔板对石墨制品底部的遮挡,便于反应气体从石墨制品的顶部或底部进入其上的孔洞,进一步提高孔洞内壁的碳化硅涂层的形成效果,并且使石墨制品底面各处与反应气体接触更加均匀,提高石墨制品底面碳化硅涂层的均匀性;
18、该装置利用滚珠对石墨制品进行架空,大大减小了石墨制品与外界设备之间的接触面积,从而减小石墨制品形成涂层时的死角,便于碳化硅涂层对石墨制品表面充分覆盖,提高涂层效果,并且反应气体在流动的过程中推动叶片使垫片转动,从而使滚珠滚动,带动石墨制品移动,使滚珠与石墨制品之间进行位置切换,避免石墨制品与滚珠的接触位置无法形成碳化硅涂层,确保石墨制品表面被碳化硅涂层完全覆盖;
19、放置板套接于下部转轴上,安装简单且便于适配石墨制品的高度,使外炉体的内部空间能够被充分利用,进而提高了该装置对石墨制品的涂层加工效率,并且多个放置板对内隔层的内部空间进行分隔,使各个独立空间中的石墨制品互不影响,提高各个石墨制品加工质量的一致性;
20、通过外壳、阻挡板和弹簧a,使得输气腔中的气压在达到目标大小后方能进入内隔层的内部,该种设计能够避免靠近输气管出气端的石墨制品率先与反应气体接触,导致不同位置处的石墨制品的碳化硅涂层效果不一,确保所有石墨制品的涂层效果统一。
1.一种用于石墨制品表面形成碳化硅涂层的设备,包括底座(10)和放置于底座(10)上的外炉体(11),所述外炉体(11)的顶部固定安装有输气管(12),其特征在于,还包括:
2.根据权利要求1所述的一种用于石墨制品表面形成碳化硅涂层的设备,其特征在于,所述放置板(41)的顶部滑动连接有上部孔板(42),所述上部孔板(42)的底部固定连接有支撑板(43),所述支撑板(43)贯穿并延伸至腔体(410)的内部,所述推板(48)的顶部倾斜。
3.根据权利要求1所述的一种用于石墨制品表面形成碳化硅涂层的设备,其特征在于,所述凸轮件(36)转动连接于放置板(41)的内部,所述推板(48)靠近凸轮件(36)的一侧固定连接有穿过弹簧c(49)的推杆(46),所述推杆(46)靠近凸轮件(36)的一端转动连接有滚轮(47)。
4.根据权利要求3所述的一种用于石墨制品表面形成碳化硅涂层的设备,其特征在于,所述放置板(41)的底面转动连接有垫片(412),所述垫片(412)的边沿固定连接有等距圆周排布的叶片(413),所述叶片(413)位于出气口(411)的正下方。
5.根据权利要求1所述的一种用于石墨制品表面形成碳化硅涂层的设备,其特征在于,所述外炉体(11)的内部固定连接有内隔层(22),所述内隔层(22)和外炉体(11)内壁之间形成输气腔(23),所述输气管(12)贯穿外炉体(11)与输气腔(23)连通,所述内隔层(22)上开设有若干组进气孔,相邻所述放置板(41)之间的一组进气孔中固定装配有外壳(24),其余所述进气孔中安装有封闭塞(27),所述外壳(24)的内部滑动连接有阻挡板(25),所述阻挡板(25)和外壳(24)内壁之间设置有弹簧a(26)。
6.根据权利要求5所述的一种用于石墨制品表面形成碳化硅涂层的设备,其特征在于,所述外炉体(11)的顶部固定连接有与上部转轴(32)转动连接的转接件(28),所述上部转轴(32)内部的出气通道(29)与转接件(28)相连通。
7.根据权利要求1所述的一种用于石墨制品表面形成碳化硅涂层的设备,其特征在于,所述下部转轴(33)的顶部固定连接有嵌块(34),所述嵌块(34)嵌入于上部转轴(32)的底部。
8.根据权利要求7所述的一种用于石墨制品表面形成碳化硅涂层的设备,其特征在于,所述插销(38)和凸轮件(36)的内壁之间安装有弹簧b(37),所述插销(38)靠近下部转轴(33)的一侧为锥形。