专利名称：化学气相共沉积与渗透先驱体自动供给装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于复合材料技术，涉及对化学气相共沉积与渗透装置使用的先驱体自动供给装置的改进。
背景技术：
随着现代科学技术的迅猛发展，超高温复合材料在航空、航天以及核工业等高技术领域得到了广泛的研究与应用。目前对超高温复合材料的研制是采用化学气相沉积与渗透工艺进行沉积碳或陶瓷，使用的设备为化学气相沉积炉，其先驱体供给系统单一，不能同时进行碳和陶瓷的沉积。随着人们对陶瓷性能的要求越来越高，这就要求人们对材料的研制工艺进行进一步的改进，采用化学气相共渗透工艺同时进行碳和陶瓷的沉积，进而提高超高温复合材料的性能，因此十分需要能同时自动供给多种先驱体的装置。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种结构简单、操作方便、可编程控制气体流量的、能同时自动供给多种先驱体的化学气相共沉积与渗透先驱体自动供给装置。
本实用新型的技术方案是化学气相共沉积与渗透先驱体自动供给装置，包括碳先驱体供给部分、惰性气体供给部分、陶瓷先驱体自动供给部分和可编程序控制器4，所述的碳先驱体供给部分由碳先驱体管路1、串联在碳先驱体管路1上的第一个气体质量流量控制器[2]以及碳先驱体混合罐14组成，碳先驱体管路1的一端与碳先驱体源连通，其另一端与碳先驱体混合罐14的内腔连通；所述的陶瓷先驱体自动供给部分由载气管路7、串联在载气管路7上的第二个气体质量流量控制器[2]、缓冲罐9、加热结构10、位于加热结构10内的液态蒸发器11、陶瓷先驱体混合罐13以及程序控温仪8组成，载气管路7的一个端口与载气源连通，自该端口起管路经过串联的第二个气体质量流量控制器[2]以后与三通17的一个端口连接，三通17的第二端口与缓冲罐9的内腔连通，三通17的第三端口通过串联的第三个气体质量流量控制器[2]以后与陶瓷先驱体混合罐13的内腔连通，陶瓷液态先驱体12放置在液态蒸发器11内，缓冲罐9的内腔通过管路与液态蒸发器11的内腔连通，液态蒸发器11的内腔通过串联有第五个气体质量流量控制器2的管路与陶瓷先驱体混合罐13的内腔连通，程序控温仪8控制加热结构10的工作状态；所述的惰性气体供给部分由惰性气体管路5、串联在惰性气体管路5上的第四个气体质量流量控制器2组成，可编程序控制器4控制所有气体质量流量控制器2的工作状态，其特征在于，(1)所述的惰性气体管路5经过第四个气体质量流量控制器[2]以后与三通3的一个端口连接，三通3的第二端口经过一个串联的阀门6以后与陶瓷先驱体混合罐13的内腔连通，三通3的第三端口经过一个串联的阀门6以后与碳先驱体混合罐14的内腔连通；(2)有一个总先驱体混合罐15，它的内腔通过管路分别与陶瓷先驱体混合罐13和碳先驱体混合罐14的内腔连通，并且通过管路16与化学气相共沉积与渗透装置连接。
本实用新型的优点是结构简单；操作运行方便；气源及温度实现自动控制，且气体浓度可实现梯度控制；可以同时进行碳和陶瓷的沉积与渗透。
图1是本实用新型的结构示意图。图中，1.碳先驱体管路；2.气体质量流量控制器；3.三通；4.可编程序控制器；5.惰性气体管路；6.阀门；7.载气管路；8.程序控温仪；9.缓冲罐；10.加热结构；11.液态蒸发器；12.陶瓷液态先驱体；13.陶瓷先驱体混合罐；14.碳先驱体混合罐；15.总先驱体混合罐；16.总进气管路；17.三通。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进一步详细说明。图1是本实用新型的结构示意图。本实用新型包括碳先驱体供给部分、惰性气体供给部分、陶瓷先驱体自动供给部分和可编程序控制器4。
所述的碳先驱体供给部分由碳先驱体管路1、串联在碳先驱体管路1上的第一个气体质量流量控制器2以及碳先驱体混合罐14组成，碳先驱体管路1的一端与碳先驱体源连通，其另一端与碳先驱体混合罐14的内腔连通。
所述的陶瓷先驱体自动供给部分由载气管路7、串联在载气管路7上的第个气体质量流量控制器2、缓冲罐9、加热结构10、位于加热结构10内的液态蒸发器11、陶瓷先驱体混合罐13以及程序控温仪8组成，载气管路7的一个端口与载气源连通，自该端口起管路经过串联的第二个气体质量流量控制器2以后与三通17的一个端口连接，三通17的第二端口与缓冲罐9的内腔连通，三通17的第三端口通过串联的第三个气体质量流量控制器2以后与陶瓷先驱体混合罐13的内腔连通，陶瓷液态先驱体12放置在液态蒸发器11内，缓冲罐9的内腔通过管路与液态蒸发器11的内腔连通，液态蒸发器11的内腔通过串联有第五个气体质量流量控制器2的管路与陶瓷先驱体混合罐13的内腔连通，程序控温仪8控制加热结构10的工作状态。
所述的惰性气体供给部分由惰性气体管路5、串联在惰性气体管路5上的第四个气体质量流量控制器2组成，可编程序控制器4控制所有五个气体质量流量控制器2的工作状态。本实用新型的特征在于，(1)所述的惰性气体管路5经过第四个气体质量流量控制器2以后与三通3的一个端口连接，三通3的第二端口经过一个串联的阀门6以后与陶瓷先驱体混合罐13的内腔连通，三通3的第三端口经过一个串联的阀门6以后与碳先驱体混合罐14的内腔连通。
(2)有一个总先驱体混合罐15，它的内腔通过管路分别与陶瓷先驱体混合罐13和碳先驱体混合罐14的内腔连通，并且通过管路16与化学气相共沉积与渗透装置连接。
如图1所示实施例碳先驱体管路1上安装有气体质量流量控制器2，并通入碳先驱体混合罐14的底部；惰性气体管路5上安装有气体质量流量控制器2，并分别通入碳先驱体混合罐14和陶瓷先驱体混合罐13的底部，两个分支管路中安装两个阀门6，碳先驱体混合罐14的顶部与总先驱体混合罐15的底部用钢管相连接；载气管路7同样安装有气体质量流量控制器2，之后载气分为两路，一路装有流量节流器和气体浓度传感器，并直接连接到陶瓷先驱体混合罐13的底部，另一路首先通入缓冲罐9的底部，在缓冲罐9的顶部与液体容器11的底部用钢管连接，陶瓷先驱体混合罐13的顶部与总先驱体混合罐15底部用钢管相连接，加热结构10与程序控温仪8通过接线相连接；总先驱体混合罐15的顶部与总进气管路16相连接；所有气体质量流量控制器2通过接线与可编程序控制器4相连接。
先驱体自动供给装置运行时，首先将各气体的流量以及时间等参数输入可编程序控制器4内，温度以及时间参数输入程序控温仪8内，开启可编程序控制器4以及程序控温仪8的运行按钮，即可使先驱体自动供给装置正常运行。
上面所提到的气体质量流量控制器2是市售成品，例如D07-18/ZM。可编程控制器4也采用成品，例如日本松下产FPII系列。程序控温仪8采用成品，例如智能程序控温仪PIC-II。
权利要求1.化学气相共沉积与渗透先驱体自动供给装置，包括碳先驱体供给部分、惰性气体供给部分、陶瓷先驱体自动供给部分和可编程序控制器[4]，所述的碳先驱体供给部分由碳先驱体管路[1]、串联在碳先驱体管路[1]上的第一个气体质量流量控制器[2]以及碳先驱体混合罐[14]组成，碳先驱体管路[1]的一端与碳先驱体源连通，其另一端与碳先驱体混合罐[14]的内腔连通；所述的陶瓷先驱体自动供给部分由载气管路[7]、串联在载气管路[7]上的第二个气体质量流量控制器[2]、缓冲罐[9]、加热结构[10]、位于加热结构[10]内的液态蒸发器[11]、陶瓷先驱体混合罐[13]以及程序控温仪[8]组成，载气管路[7]的一个端口与载气源连通，自该端口起管路经过串联的第二个气体质量流量控制器[2]以后与三通[17]的一个端口连接，三通[17]的第二端口与缓冲罐[9]的内腔连通，三通[17]的第三端口通过串联的第三个气体质量流量控制器[2]以后与陶瓷先驱体混合罐[13]的内腔连通，陶瓷液态先驱体12放置在液态蒸发器[11]内，缓冲罐[9]的内腔通过管路与液态蒸发器[11]的内腔连通，液态蒸发器[11]的内腔通过串联有第五个气体质量流量控制器[2]的管路与陶瓷先驱体混合罐[13]的内腔连通，程序控温仪[8]控制加热结构[10]的工作状态；所述的惰性气体供给部分由惰性气体管路[5]、串联在惰性气体管路[5]上的第四个气体质量流量控制器[2]组成，可编程序控制器[4]控制所有气体质量流量控制器[2]的工作状态，其特征在于，(1)所述的惰性气体管路5经过第四个气体质量流量控制器[2]以后与三通[3]的一个端口连接，三通[3]的第二端口经过一个串联的阀门[6]以后与陶瓷先驱体混合罐[13]的内腔连通，三通[3]的第三端口经过一个串联的阀门[6]以后与碳先驱体混合罐[14]的内腔连通；(2)有一个总先驱体混合罐[15]，它的内腔通过管路分别与陶瓷先驱体混合罐[13]和碳先驱体混合罐[14]的内腔连通，并且通过总进气管路[16]与化学气相共沉积与渗透装置连接。
专利摘要本实用新型属于复合材料技术，涉及对化学气相共沉积与渗透装置使用的先驱体自动供给装置的改进。它包括碳先驱体供给部分、惰性气体供给部分、陶瓷先驱体自动供给部分和可编程序控制器4，其特征在于，有一个总先驱体混合罐15，它的内腔通过管路分别与陶瓷先驱体混合罐13和碳先驱体混合罐14的内腔连通，并且通过管路16与化学气相共沉积与渗透装置连接。本实用新型可以同时进行碳和陶瓷的沉积与渗透。
文档编号C23C16/448GK2716285SQ20042007308
公开日2005年8月10日 申请日期2004年7月7日 优先权日2004年7月7日
发明者邱海鹏, 韩立军, 王冬, 商凯东 申请人:中国航空工业第一集团公司北京航空制造工程研究所, 锦州市三特真空冶金技术工业有限公司