本實(shí)用新型涉及無機(jī)非金屬材料制備領(lǐng)域，特別是一種化學(xué)氣相沉積反應(yīng)器。

背景技術(shù)：

在石墨件表面沉積碳化硅，通常采用甲基三氯硅烷為前驅(qū)體，發(fā)生化學(xué)氣相沉積反應(yīng)后得到碳化硅涂層，副產(chǎn)HCl氣體。在某些特定的應(yīng)用中，要求碳化硅涂層結(jié)合致密，可以阻止石墨件的部分雜質(zhì)進(jìn)入反應(yīng)系統(tǒng)；另外，還要求碳化硅涂層結(jié)合緊密，耐磨性能好。例如，制備顆粒硅的流化床反應(yīng)器通常具用石墨內(nèi)襯，且在石墨內(nèi)襯表面涂覆碳化硅涂層。這就要求采用一種特制的化學(xué)氣相沉積反應(yīng)器，能夠提供苛刻的環(huán)境條件，沉積出高質(zhì)量的碳化硅涂層。但現(xiàn)有技術(shù)中，這種工業(yè)化大規(guī)模沉積碳化硅涂層的反應(yīng)裝置鮮有報(bào)道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

實(shí)用新型目的：本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種化學(xué)氣相沉積反應(yīng)器。

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種化學(xué)氣相沉積反應(yīng)器，包括反應(yīng)器殼體和反應(yīng)器殼體內(nèi)部的內(nèi)膽，所述內(nèi)膽和殼體之間設(shè)有加熱裝置，反應(yīng)器殼體的底部為底盤，底盤上設(shè)有支架，支架上設(shè)有托架，反應(yīng)器殼體的底部設(shè)有進(jìn)氣裝置，反應(yīng)器殼體的頂部設(shè)有排氣裝置。

本實(shí)用新型中，所述加熱裝置和反應(yīng)器殼體之間設(shè)有隔熱部件。

本實(shí)用新型中，所述底盤中部設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)盤，轉(zhuǎn)動(dòng)盤上端連接到支架，轉(zhuǎn)動(dòng)盤下端連接轉(zhuǎn)動(dòng)部件。

本實(shí)用新型中，所述進(jìn)氣裝置包括設(shè)置在底盤上的反應(yīng)氣體進(jìn)口和稀釋氣體進(jìn)口。

本實(shí)用新型中，所述進(jìn)氣裝置為底部氣體分布器。

本實(shí)用新型中，所述排氣裝置為設(shè)置在反應(yīng)器殼體頂部的尾氣出口。

本實(shí)用新型中，所述排氣裝置為頂部氣體分布器，避免氣相空間氣流在反應(yīng)器的頂部聚合，有助于形成更加均勻的流場和溫場。

本實(shí)用新型中，所述隔熱部件為石墨板拼接而成的隔熱層，隔絕反應(yīng)器的熱量，避免了熱量損失。

本實(shí)用新型中，所述轉(zhuǎn)動(dòng)部件通過骨架油封進(jìn)行密封。

有益效果：本裝置反應(yīng)管內(nèi)壁具有隔熱部件，且隔熱部件由石墨構(gòu)成，有效隔絕反應(yīng)器的熱量，避免了熱量損失。

底盤的中心部分設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)盤，轉(zhuǎn)動(dòng)盤下方連接轉(zhuǎn)動(dòng)部件，帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)盤上的支架轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使得沉積基體在更加均勻的氣相空間中發(fā)生沉積，得到的碳化硅涂層更加均勻。

反應(yīng)器頂部具有分布器，可引導(dǎo)氣體分散導(dǎo)出反應(yīng)器，從而避免氣相空間氣流在反應(yīng)器的頂部聚合，有助于形成更加均勻的流場和溫場，從而有助于沉積出均勻的碳化硅涂層。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本實(shí)用新型做更進(jìn)一步的具體說明，本實(shí)用新型的上述或其他方面的優(yōu)點(diǎn)將會變得更加清楚。

圖1是本裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是底盤氣體分布器示意圖；

圖3是支架示意圖；

圖4是托架示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作詳細(xì)說明。

如圖1，包括封頭1、直管段2、底盤3、尾氣出口4、反應(yīng)器殼體5、隔熱部件6、加熱裝置7、反應(yīng)氣體進(jìn)口8、稀釋氣體進(jìn)口9、支架10、托架11、內(nèi)膽12、底部氣體分布器13、頂部氣體分布器14和轉(zhuǎn)動(dòng)部件15，底盤3、反應(yīng)直管段2和封頭1兩兩通過法蘭密封連接，構(gòu)成密閉的反應(yīng)空間，其中反應(yīng)器內(nèi)部具有加熱裝置7，為化學(xué)氣相沉積反應(yīng)提供熱量；直管段2內(nèi)壁具有隔熱部件6，所述隔熱部件6位于加熱裝置7和反應(yīng)器殼體之間，隔熱部件由石墨板拼接而成，拼接成一層隔熱層緊貼直管段內(nèi)壁。所述石墨隔熱部件具有一定的厚度，例如至少10cm厚度，再例如12cm、14cm、15cm、17cm，但不限于此。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，當(dāng)石墨厚度越厚時(shí)，絕熱效果越好，但無疑會占據(jù)反應(yīng)器更多的內(nèi)部空間，浪費(fèi)反應(yīng)器的反應(yīng)空間。利用石墨材質(zhì)的絕熱特性，使得氣相空間高于1000℃時(shí)，經(jīng)過石墨隔熱部件的作用，反應(yīng)器殼體外表面溫度降低至僅20-30℃，有效隔絕反應(yīng)器的熱量，避免了熱量損失。而不采用所述石墨隔熱部件時(shí)，所述反應(yīng)器殼體外表面溫度至少達(dá)150℃以上。底盤3上設(shè)有進(jìn)氣裝置，可以是反應(yīng)氣體進(jìn)口8和稀釋氣體進(jìn)口9，也可以是底部氣體分布器13。底盤上還固定有支架10，支架上固定有托架11，用于放置需要沉積碳化硅的石墨部件。內(nèi)膽12可以是石墨材質(zhì)制備的內(nèi)膽，具體為很薄的一層石墨套筒，可有效阻止碳化硅在加熱裝置上沉積，避免加熱裝置結(jié)垢損壞。

如圖2，底盤3設(shè)有一圈底部氣體分布器13。按圓周分布均勻設(shè)有6個(gè)進(jìn)氣孔，本實(shí)施例進(jìn)氣孔設(shè)置6個(gè)，實(shí)際應(yīng)用中進(jìn)氣孔的數(shù)量不限于此，例如可以是8個(gè)、9個(gè)、12個(gè)、16個(gè)或更多。

如圖3和圖4，石墨支架和托架為鏤空結(jié)構(gòu)，具體的為，石墨支架側(cè)壁均勻分布若干個(gè)孔16，有利于氣體分布均勻，特別是支架和托架圍成的內(nèi)部空間也均勻分布有反應(yīng)氣體，保證石墨件表面均勻沉積一層碳化硅涂層。

優(yōu)選地，所述底盤3中部設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)盤，轉(zhuǎn)動(dòng)盤上端連接到支架10，轉(zhuǎn)動(dòng)盤下端連接轉(zhuǎn)動(dòng)部件15，底盤3的中心也設(shè)有進(jìn)氣孔。轉(zhuǎn)動(dòng)部件15的下方通過發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)部件實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)部件轉(zhuǎn)動(dòng)，例如通過齒輪嚙合的方式傳動(dòng)，帶動(dòng)底盤中心部分轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)部分通過骨架油封進(jìn)行密封。轉(zhuǎn)動(dòng)部件15通過轉(zhuǎn)動(dòng)盤帶動(dòng)底盤上的支架轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使得沉積基體在更加均勻的氣相空間中發(fā)生沉積，得到的碳化硅涂層更加均勻。

優(yōu)選地，反應(yīng)器頂部有頂部氣體分布器14，可引導(dǎo)氣體分散導(dǎo)出反應(yīng)器，從而避免氣相空間氣流在反應(yīng)器的頂部聚合，有助于形成更加均勻的流場和溫場，從而有助于沉積出均勻的碳化硅涂層。

將反應(yīng)直管段2和封頭1通過法蘭密封連接形成的鈡罩罩在底盤3上，并通過法蘭密封連接形成密閉反應(yīng)器，法蘭通過螺栓固定緊密連接，法蘭連接處設(shè)置密封圈進(jìn)行密封，若需加料(放置沉積基體)，則需要拆開法蘭，提起該鐘罩，進(jìn)行加料，本裝置在使用時(shí)，將潔凈的石墨部件放置到化學(xué)氣相沉積反應(yīng)器內(nèi)的托架11上，抽真空至反應(yīng)條件，通過加熱裝置加熱升溫至反應(yīng)溫度，從底部的進(jìn)氣裝置通入反應(yīng)氣體開始發(fā)生化學(xué)氣相沉積反應(yīng)，沉積一段時(shí)間后，得到目標(biāo)厚度的碳化硅涂層，按預(yù)定溫度梯度降溫，通入氮?dú)庵脫Q，冷卻至室溫后得到帶有碳化硅涂層的石墨復(fù)合材料。

本實(shí)用新型提供了一種化學(xué)氣相沉積反應(yīng)器，具體實(shí)現(xiàn)該技術(shù)方案的方法和途徑很多，以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。本實(shí)施例中未明確的各組成部分均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。