Устройство для получения изделий из пиролитического углерода

ОП ИСАИЯЕ ИЗОБРЕТЕН Ия(11) 532998 Союз Советсник Социалистицеских Республик-ву -лиительное к авт 22) Заявлено 8.12.73 (21) 1980890/23-26 1) М. Кл, С 01 В 31/02 с присоединением заявки Ле Государственныи комитет Совета Министров СССР по делам изобретений и отнрытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПИРОЛИТИЧЕСКОГО УГЛЕРОДА 2 ойству для получ углерода, Такие и ние, например, ти й, электронной пр о графита), имеюще.шнрения, отличный от ения пиролитнческоение образования ышленносители - в э и, экраны в космическои технике, исп ектронной технике и металлургии.устройство для получения изделий из пи го углерода, включающее корпус, снабИзвестно ролитическожени ыи твами средс для формирования струи углерод. содержащего газа и отвода газообразных продуктов пиролиза, укрепленный в корпусе шаблон для осаждения пиролитического покрытия и нагреватель. В известном устройстве размер изделия определяется размером шаблона. В процессе пиролиза углеродсо держащих газов при температуре 1600-2500 оС пироли. тический углерод осаждается на доступную поверх.ность шаблона, элементов крепления шаблона к корпусу и ца друвис детали устройства.Недостатком такого устройства является воэникцо 20 венце трещин в покрытии ца шаблоне или элементах крепления шаблона при охлаждении в том случае, если шаблон и хь.менты ег крепления к корпусу или только элементы крепления изготовлены из матери. Изобретение относится к устрия изделий из пиролитического делия находят широкое приме в электрохимической, стеколь ала (в основном, лромышленн го коэффициент теплового рас коэффициента теплового расш го углерода.1Цель изобретения - предотвр трещин в изделии из пнролитического углерода, Этацель достигается тем, что в предлагаемом устройстве шаблон снабжен укрепленным на нем слоем из волокнистого углеродного материала, ограничивающим размеры изделия, причем слой волокнистого утлеродного материала может быть укреплен с внутренней или внешней стороны, шаблона, на уровне или ниже торца его, а также на торце шаблона.В качестве волокнистого утлеродцого материала ис пользуют волокна, ткань, войлок, вату после термообработки при температуре выше 2500 оС.На фиг, 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 - то же, слой волокнистого уг.леродного материала укреплен с внешней стороны шаблона; на фцг. 3 . то же, слой волокнистого углеродного материала укреплен ца внутренней стороне ца уровне торца ш;блоца; ца фцг. 4 - то жс, четыре слоя волокнистого углсрогцого материала укрепленыйа внутренней стороне шаблона ниже уровня торцаего; на фиг. 5 - то же, слой волокнистого углеродного материала укреплен на торпвх шаблона,Устройство включает средство для формированияструи углеродсодержащего газа, состоящее из форкамеры 1 для подогрева газа и диска 2 с отверстием;шаблон 3, корпус 4, ограничивающий реакционноепространство; средство для отвода газообразных продуктов пиролиза, содержащее диск 5, предназначенныРтакже для крепления шаблона; слой б волокнистого,углеродного материала, укрепленный с внешней сто.роны шаблона 3; предохранительный стакан 7 и нагреватель 8,Устройство работает следующим образом.В устройстве соездают вакуум и осуществляют наг.рев до требуемой температуры с помощью нагревате, ля 8 (детали устройства изготавливают иэ графита),Внутрь устройства подают сетевой газ, содержащий9298% метана. Газ вводят в форкамеру 1 при опре.деленном разрежении, где он предварительно подог.ревается, Из форкамеры газ через отверстие в диске 2поступает внутрь шаблона 3 и далее через отверстияв диске 5 удаляется из устройства. Внутри устройствапроисходит пиролмз углеродсодержащего газа, приэтом образуется гаэонепроницаемое твердое пироугле.родное покрытие на поверхности шаблона 3, а такжена всей доступной поверхности устройства, включаяслой углеродного волокнистого материала (см. фиг.1) . После осаждения на поверхности шаблона 3 пок.рытия заданной толщины подачу углеродсодержаще.го газа в устроиство прекращают. При охлаждении линейные размеры элементов устройства из графита и углеродного покрытия вви ду разности коэффициентов линейного расширения уменьшаются в разной степени. В зависимости от от. носительнсго расположения элементов устройства и покрытия в них возникают либо растягивающие, ли., бо сжимающие напряжения. В том случае, если рас. тягивающие напряжения превышают предел прочнос. ти на разрыв, в материале образуются трещины, ко. торые распрос граняются до границы,слоя из волок. пмстого 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 покрытия близки, Прм отделении покрьпия, являющегося изделием, на шаблоне от покрытия на дис 4ках 2 и 5 трецшны в изделмп не возникают в случае,если линия разреза:проходит по слою из волокнистого углеродного материала,Пример. Слой толщиной 10 и шириной 50 мм изб углеродных волокон марки ВМНнаматывают навнутреннюю поверхность цаблона из промышленногографята в форме тигля размером 90 х 350 мм с усилием 0,3 кгм (в соответствии с фиг. 2) . 1 Затем на шаб.лои осаждают пиролитическое углеродное покрытие0толщиной 2 мм путем пиролмза метана при темпера.туре 2000 оС 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 поверхностишаблона имеются трещины, которые распространя.ются до границы слоя и исчезают.Были установлены оптимальные соотношения раз.меров слоя из волокнистого углеродного материала20 и толщины осаждаемого покрытия. Соотношение толцин должно быть не менее 2:1, а ширины слоя и толщины покрытия не менее 5:1.Применение предлагаемого устройства увеличивает выход годных иэделий в виде тиглей с 15 до 100%,26Формула изобретения1, Устройство для получения изделий из пиролитического углерода, включающее корпус, снабженный:редствами для формирования струи углеродсодер-жащего газа и отвода газообразных продуктов лиролиза, укрепленный в немшаблон для осаждения 13 циролитического покрытия и нагреватель, о т л и ч аю щ е е ся тем, что, с целью предотвращения обра;зования трещин в изделии, шаблон снабжен укрепленным на нем слоем из волокнистого углеродного материала, ограничивающим размеры изделия,О 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что слой волокнистого углеродного материала ук.реплен с внутренней стороны шаблона.3. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е е с я тем,4 б(то слой волокнистого углеродного материала укреп-,лен с внешней стороны шаблона.4. Устройство по пп, 2,3 о т л и ч а ю щ е е с я тем,что слой волокнистого углеродного материала укреплен на уровне илм ниже торпа шаблона.5. Устройство поп. 1,отли ча ющее с я тем,что слой волокнистого углеродного материала укреп.лен на торце шаблона, 51299 ВЦИИИПИ Государственного комитета Совета Министров ССС Тираж 6) однисное и открытий кая наб., д, 4 ан ППП "Патент", т. Ужгород ул. Гагарина, 1 О Кдактор Л. УиаковаЗаказ,426/22 оставитель Т. Ильинскаяскаред И Ковач Корректор Л Анджиевска но делам изобретений13035, Москва, Ж, Раунд