[发明专利]多孔制品致密化的方法

权利要求书

1、一种致密化多孔基材的方法，该方法包括：

在反应室内，将多孔基材浸没在液体前驱体中使得液体前驱体渗入多孔基材的孔中；以及

感应加热浸没的多孔基材至足以引起液体前驱体热解并在基材孔内沉积分解产物的温度，以致密化多孔基材，

其中，将液体前驱体的化学纯度级别控制在比化学纯低但足以获得具有所需物理特性的分解产物的化学纯度。

2、根据权利要求1所述的方法，其中所述液体前驱体包括碳氢化合物。

3、根据权利要求1所述的方法，其中所述分解产物包括碳。

4、根据权利要求2所述的方法，其中所述碳氢化合物从由以下物质组成的组中选择：环戊烷、环己烯、1-己烯、汽油、甲苯、甲基环己烷、正己烷、煤油、加氢脱硫煤油、苯及其组合。

5、根据权利要求1所述的方法，其中将液体前驱体的化学纯度级别控制在大约80％至大约99.9％之间。

6、根据权利要求5所述的方法，其中在液体前驱体中存在杂质，且所述杂质包括环戊二烯、己烷、甲基环戊烷、苯、环己烯、庚烷、甲基环己烷、甲苯、乙基苯、苯乙炔、苯乙烯、壬烷、茚、萘、甲基萘、苊和氟中的一种或多种。

7、根据权利要求1-6所述的方法，其中使用在线蒸馏工艺控制液体前驱体的化学纯度。

8、根据权利要求7所述的方法，其中将液体前驱体的化学纯度控制在大约95％±5％的范围内。

9、根据权利要求7所述的方法，其中通过混合一定量的化学纯液体前驱体和一定量的老化的液体前驱体来将液体前驱体的化学纯度控制在大约90％±5％的范围内，所述一定量的老化的液体前驱体包含反映在一个或多个在先致密化循环中的使用的一种或多种杂质。

10、根据权利要求1所述的方法，其中所述液体前驱体包含有机硅烷。

11、根据权利要求10所述的方法，其中有机硅烷从由以下物质组成的组中选择：甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、甲基二氯硅烷或三正甲基氨基硅烷。

12、根据权利要求10所述的方法，其中所述分解产物包括碳化硅和氮化硅。

13、根据权利要求1所述的方法，其中所述液体前驱体是有机硅烷和碳氢化合物的混合物。

14、根据权利要求12所述的方法，其中所述分解产物是碳/碳化硅或碳/氮化硅之一。

15、一种利用液体基质前驱体致密化多孔预制件的反应器，包括：

反应室；

至少一个置于反应室中的感应线圈加热组件；

用于监测液体前驱体消耗的液位指示器；

在致密化工艺中加入液体前驱体的装置；

用惰性气体清洗反应室的装置；

与反应室相连，被构造和布置用于冷凝反应室中的前驱体蒸汽，并将冷凝的前驱体返回至反应器容器的蒸汽回收系统；

将蒸汽回收系统和清洗装置连接至热氧化器的排气系统；以及

在致密化工艺中，用于将反应器压力维持在大约760Torr至大约780Torr之间的加压装置。

16、根据权利要求1所述的方法，其中感应加热浸没的多孔基材包括：

设置感应加热的初始频率和功率电平，该初始频率和功率电平对于在多孔基材的几何中心区域，并优先在位于多孔基材的几何中心区域的孔中积聚足够的热量以引起液体前驱体蒸汽的热解是有效的；

提供在初始频率下用于感应加热的初始功率电平，从而足以致密化多孔基材的几何中心区域，但同时不致密化多孔基材的其它部分；

在致密化多孔基材的几何中心区域之后，进一步调整提供的功率电平和频率从而在自多孔基材的几何中心区域向外的径向方向上逐渐致密化多孔基材的内部区域；以及

在致密化工艺的最后将功率电平斜线降低至零。

17、根据权利要求1所述的方法，该方法进一步包括在致密化后进行热处理，所述热处理包括：

从反应室中完全排出液体前驱体；

用惰性气体清洗反应室；

在惰性气体氛围中在大约1600℃至大约2400℃之间的温度下并维持压力在大约760Torr至大约780Torr，感应加热致密化的多孔基材；以及

将感应加热斜线降至零以结束热处理。