[发明专利]一种粉体材料表面涂层热解碳方法及其装置

说明书

本发明提供了一种粉体材料表面涂层热解碳生产装置，本发明的粉体材料表面涂层热解碳生产装置，包括竖直设置的炉体、竖直设置的反应釜和发热装置，柱状的反应釜的下端设有反应气体进气管，通过反应釜下端反应气体进气管吹入的反应气体将粉体材料托举起来，粉体材料在反应釜中实现悬浮和翻滚，能够明显提升表面涂层热解碳沉积速度，沉积效果也更好。第二方面，本发明还提供了一种基于上述生产装置的粉体材料表面涂层热解碳生产方法。

技术领域

本发明属于粉末冶金领域，具体涉及一种粉体材料表面涂层热解碳方法和装置。

背景技术

通过气相沉积法在材料进行涂层表面沉积是一种提高材料性能的新技术。特别是在球床式高温气冷堆中，会用到陶瓷型燃料元件，这种燃料元件为粒状，需要在其表面包覆热解碳层。包覆热解碳层的粉体材料能够很好的阻挡反应产物逸出。现有的粉体材料表面涂层热解碳装置通常将粉体材料盛放在坩埚中，或者直接置于反应釜(3)底部，与反应气体反应不充分，热解碳沉积效果不好。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种反应迅速、沉积效果好的粉体材料表面涂层热解碳方法和装置。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种粉体材料表面涂层热解碳生产装置，包括竖直设置的炉体、竖直设置的反应釜和发热装置，所述炉体上设置有与真空系统相连的抽气管道，炉体上还设有与保护气体供应装置相连的保护气体进气管，所述抽气管道上设置有抽气管阀，所述炉体内设有保温层，所述保温层围成加热腔，所述反应釜为柱状，所述反应釜插入所述加热腔中，所述发热装置设置在所述反应釜外壁与所述保温层之间，所述反应釜的下端设有反应气体进气管，所述反应气体进气管的另一端伸出所述炉体，所述反应气体进气管上设有与反应气体供应装置相连的反应气体进气阀，所述反应釜的顶端进料管，所述进料管上设有进料口，所述反应釜上还设置有尾气管和所述尾气管上设有尾气出口阀。

进一步地，在本发明一种优选实施方式中，所述炉体上还设有用于炉内超压时泄压的安全阀，所述安全阀设置在所述抽气管阀与所述炉体之间。

进一步地，在本发明一种优选实施方式中，所述进料口下方的所述进料管上设有活动堵头。

进一步地，在本发明一种优选实施方式中，所述加热腔内还设有不少于一个的热电偶。

进一步地，在本发明一种优选实施方式中，所述炉体上还设有至少一个红外测温仪，所述红外测温仪的测量端与加热腔相通。

进一步地，在本发明一种优选实施方式中，还包括出料管，所述出料管竖直设置在所述反应釜的下端，出料管的一端与所述反应釜的下端连接，出料管的另一端设有接料盒，所述出料管上，接料盒的前端还设有出料控制阀。

进一步地，在本发明一种优选实施方式中，所述反应气体进气管竖直设置在所述反应釜的下端，所述反应气体进气管上设有三通接头，所述三通接头的水平出口与所述反应气体进气阀相连，所述三通接头的竖直出口设有出料控制阀，所述出料控制阀的出口处设有接料盒。

另一方面，本发明提供了一种基于上述任意方案中的生产装置的粉体材料表面涂层热解碳生产方法，具体包括以下步骤：

A、将炉体抽到工艺指定真空度；

B、发热装置发热到工艺指定温度；

C、反应气体进气阀开启，反应气体从反应气体进气管进入反应釜；

D、开启尾气出口阀，反应气体经过反应釜后从尾气管排出；

E、保护气体通过保护气体进气管进入炉体内，将炉体内和反应釜内的气压稳定在工艺设定值；

F、开启进料口，将粉体材料放入反应釜中；