[发明专利]气相渗铝制备近净成型铝基碳化硅箔材的设备及方法

权利要求书

1.一种气相渗铝制备近净成型铝基碳化硅箔材的设备，其特征在于，包括气体铝化物发生炉(3)和渗铝炉(4)，所述气体铝化物发生炉(3)通过渗铝炉进气控制阀门(7)与所述渗铝炉(4)相连接，所述气体铝化物发生炉(3)通过第一进气控制阀门(2)与氯化氢气瓶(1)相连接，所述渗铝炉(4)通过第二进气控制阀门(6)与氢气瓶(5)相连接，所述渗铝炉(4)底部通过尾气控制阀门(10)与气泵(11)相连接，内循环管道(17)将所述渗铝炉(4)和所述气体铝化物发生炉(3)连接，所述渗铝炉(4)和所述气体铝化物发生炉(3)通过第二管道(15)和所述内循环管道(17)构成闭合的循环气路，内循环阀门(8)安装在所述内循环管道(17)上控制所述循环气路通断，所述渗铝炉(4)内设置有炉内循环挂架(9)。

2.根据权利要求1所述的一种气相渗铝制备近净成型铝基碳化硅箔材的设备，其特征在于，所述气泵(11)输出端连接有除尘设备(12)，所述除尘设备(12)通过第三管道(16)与除尾气设备(13)相连接。

3.根据权利要求1所述的一种气相渗铝制备近净成型铝基碳化硅箔材的设备，其特征在于，所述渗铝炉进气控制阀门(7)安装在第二管道(15)上，所述第二管道(15)的一端与所述气体铝化物发生炉(3)相连接，所述第二管道(15)的另一端与所述渗铝炉(4)相连接。

4.一种气相渗铝制备近净成型铝基碳化硅箔材的方法，根据权利要求1-3任一项所述的气相渗铝制备近净成型铝基碳化硅箔材的设备，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将铝屑(或铝合金屑)置于气体铝化物发生炉(3)内，加盖并密封；

(2)将碳化硅预制薄片依次挂在渗铝炉(4)的炉内循环挂架(9)上，加盖并密封；

(3)打开气泵(11)电源，从右到左依次打开尾气控制阀门(10)、内循环阀门(8)和渗铝炉进气控制阀门(7)，将所述气体铝化物发生炉(3)、所述渗铝炉(4)和第二管道(15)的气压抽至10Pa-50Pa，依次关闭所述渗铝炉进气控制阀门(7)、所述内循环阀门(8)和所述尾气控制阀门(10)；

(4)将所述气体铝化物发生炉(3)加热至250℃-330℃，打开第一进气控制阀门(2)通入HCl气体；

(5)待所述气体铝化物发生炉(3)内生成AlCl_(x)气体后，待20分钟后打开第二进气控制阀门(6)和渗铝炉进气控制阀门(7)，将AlCl_(x)气体和H₂通入所述渗铝炉(4)，生成的细小铝颗粒依次渗入所述炉内循环挂架(9)上的碳化硅预制薄片；

(6)期间打开所述内循环阀门(8)，开启所述气体铝化物发生炉(3)和渗铝炉(4)之间的内循环装置，重复利用渗铝炉(4)内残存的AlCl_(x)气体和HCl气体，最终得到所需的铝基碳化硅箔材；

(7)反应结束后关闭所述第一进气控制阀门(2)和第二进气控制阀门(6)，打开所述气泵(11)将炉内和管道内残留的气体抽出，经除尘设备(12)和除尾气设备(13)进行处理；

(8)关闭所述气泵(11)，待所述渗铝炉(4)回复到正常大气压打开所述渗铝炉(4)的炉门，取出制备的铝基碳化硅箔材。

5.根据权利要求4所述的一种气相渗铝制备近净成型铝基碳化硅箔材的方法，其特征在于，步骤(2)中所述碳化硅预制薄片厚度为0.1-0.2毫米，多个所述碳化硅预制薄片间隔排布，间距为10毫米。

6.根据权利要求4所述的一种气相渗铝制备近净成型铝基碳化硅箔材的方法，其特征在于，步骤(4)中通入HCl气体时间为2分钟。

7.根据权利要求4所述的一种气相渗铝制备近净成型铝基碳化硅箔材的方法，其特征在于，步骤(5)中将AlCl_(x)气体和H₂通入所述渗铝炉(4)持续2小时。

8.根据权利要求4所述的一种气相渗铝制备近净成型铝基碳化硅箔材的方法，其特征在于，步骤(7)中所述气泵(11)抽取炉内和管道内残留的气体时间为5分钟。