[发明专利]一种连续式高性能陶瓷纤维的制造设备

说明书

技术领域

本发明涉及氮化物陶瓷纤维领域，特别涉及一种连续式高性能陶瓷纤维的制造设备。

背景技术

随着科技的飞速发展，工业对材料性能的要求越来越高，特别是航天技术领域，对材料的要求相当的苛刻，不仅要求材料强度和模量高，而且要求其密度小、耐高温、耐腐蚀、抗蠕变、热稳定性好、高温抗氧化性能优异以及具有一定的介电性能等。因此，近年来对高温陶瓷材料的研究也顺应这一市场需求应运而生。

氮化物陶瓷纤维是具有广阔应用前景的一类高性能陶瓷纤维，目前主要发展的是硅基氮化物纤维，即SiBN陶瓷纤维和SiBNC陶瓷纤维，现有的有机聚合物先驱体转化法是制备硅基氮化物纤维最为有效的一种方法，这种方法首先合成出具有一定加工性能的氮化物陶瓷先驱体聚硅硼氮烷，再经熔融纺丝得到前驱体原丝，然后经不熔化处理使其具有一定的交联度，最后经过高温裂解得到所需的硅基氮化物纤维。由于前驱体原丝对空气和水非常敏感，因此高温裂解过程中需要隔绝水和空气，并且需要在一定的气氛条件下进行，如活性气氛氨气或惰性气氛氩气等，从而制备得到符合使用要求的连续式陶瓷纤维，目前还没有一种气体密封、连续式的陶瓷纤维加工设备应用在此领域。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种连续式高性能陶瓷纤维的制造设备，能保证原丝在反应性气体或惰性气体的氛围下，与气体充分接触并隔绝空气和水等敏感因素，进行不熔化处理及陶瓷化转变，从而得到连续式的陶瓷纤维，保证陶瓷纤维性能，提高产量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种连续式高性能陶瓷纤维的制造设备，包括前手套箱、炉体、冷却箱、后手套箱和加热控制单元，所述的前手套箱的后端通过法兰与炉体连接，所述的后手套箱安装在炉体的后侧，所述的前手套箱和后手套箱之间通过炉膛连接，所述的炉膛穿过炉体内部，所述的后手套箱与炉体之间的炉膛外侧安装有冷却箱，所述的炉膛内部安装有传送带，所述的传送带的两端通过铆钉分别固定在前手套箱和后手套箱内部，所述的前手套箱、炉体和后手套箱的外部都安装有加热单元，所述的加热单元都与加热控制单元相连。

所述的前手套箱的内部前端安装有退绕辊，所述的退绕辊的后侧排列安装有导丝辊，所述的退绕辊和导丝辊互相平行，所述的前手套箱的前端下侧开有进气口。

所述的炉膛的上端均匀开有炉膛进气口和炉膛排气口，所述的炉膛排气口通过管道与外接喷淋装置相连。

所述的冷却箱的上端开有出水口，下端开有进水口，所述的出水口和进水口与外接水源相连，形成水循环。

所述的后手套箱的内部前端安装有一组牵引辊，所述的牵引辊的后侧安装有导丝辊，所述的导丝辊的后侧安装有卷绕辊，所述的牵引辊、导丝辊和卷绕辊相互平行，所述的后手套箱的上端开有一个手套箱排气口，所述的排气口通过管道与外接喷淋装置相连。

所述的前手套箱与炉体、炉体与炉膛之间的连接处用石棉板密封。

所述的前手套箱和后手套箱均设置有钢化玻璃制成的观察窗，观察窗安装于手套箱正面的上侧。

所述的退绕辊、导丝辊、传送带、牵引辊和卷绕辊均由传动控制系统控制，且保持旋转角速度一致。

所述的导丝辊的直径可调节，直径尺寸与原丝加工所需的张力相配。

所述的炉膛横截面的上部分为半椭圆形，下半部为长方形，上半部和下半部之间通过圆弧过渡。

有益效果

本发明涉及一种连续式高性能陶瓷纤维的制造设备，设备结构紧凑，密封性好，能在反应性气体或惰性气体的氛围下，使前驱体原丝与气体充分接触并隔绝空气和水等敏感因素，进行不熔化处理及陶瓷化转变，从而得到连续式的陶瓷纤维，保证陶瓷纤维性能，提高产量。

附图说明

图1是本发明的结构原理图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。