一种化学气相沉积反应器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种化学气相沉积反应器，包括反应器壳体和反应器壳体内部的内胆，所述内胆和壳体之间设有加热装置，反应器壳体的底部为底盘，底盘上设有支架，支架上设有托架，反应器壳体的底部设有进气装置，反应器壳体的顶部设有排气装置。所述加热装置和反应器壳体之间设有隔热部件。所述底盘中部设有转动盘，转动盘上端连接到支架，转动盘下端连接转动部件。所述进气装置包括设置在底盘上的反应气体进口和稀释气体进口。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及无机非金属材料制备领域，特别是一种化学气相沉积反应器。
技术介绍
在石墨件表面沉积碳化硅，通常采用甲基三氯硅烷为前驱体，发生化学气相沉积反应后得到碳化硅涂层，副产HCl气体。在某些特定的应用中，要求碳化硅涂层结合致密，可以阻止石墨件的部分杂质进入反应系统；另外，还要求碳化硅涂层结合紧密，耐磨性能好。例如，制备颗粒硅的流化床反应器通常具用石墨内衬，且在石墨内衬表面涂覆碳化硅涂层。这就要求采用一种特制的化学气相沉积反应器，能够提供苛刻的环境条件，沉积出高质量的碳化硅涂层。但现有技术中，这种工业化大规模沉积碳化硅涂层的反应装置鲜有报道。
技术实现思路
技术目的：本技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种化学气相沉积反应器。为了解决上述技术问题，本技术提供了一种化学气相沉积反应器，包括反应器壳体和反应器壳体内部的内胆，所述内胆和壳体之间设有加热装置，反应器壳体的底部为底盘，底盘上设有支架，支架上设有托架，反应器壳体的底部设有进气装置，反应器壳体的顶部设有排气装置。本技术中，所述加热装置和反应器壳体之间设有隔热部件。本技术中，所述底盘中部设有转动盘，转动盘上端连接到支架，转动盘下端连接转动部件。本技术中，所述进气装置包括设置在底盘上的反应气体进口和稀释气体进口。本技术中，所述进气装置为底部气体分布器。本技术中，所述排气装置为设置在反应器壳体顶部的尾气出口。本技术中，所述排气装置为顶部气体分布器，避免气相空间气流在反应器的顶部聚合，有助于形成更加均匀的流场和温场。本技术中，所述隔热部件为石墨板拼接而成的隔热层，隔绝反应器的热量，避免了热量损失。本技术中，所述转动部件通过骨架油封进行密封。有益效果：本装置反应管内壁具有隔热部件，且隔热部件由石墨构成，有效隔绝反应器的热量，避免了热量损失。底盘的中心部分设有转动盘，转动盘下方连接转动部件，带动转动盘上的支架转动，从而使得沉积基体在更加均匀的气相空间中发生沉积，得到的碳化硅涂层更加均匀。反应器顶部具有分布器，可引导气体分散导出反应器，从而避免气相空间气流在反应器的顶部聚合，有助于形成更加均匀的流场和温场，从而有助于沉积出均匀的碳化硅涂层。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本技术做更进一步的具体说明，本技术的上述或其他方面的优点将会变得更加清楚。图1是本装置的结构示意图；图2是底盘气体分布器示意图；图3是支架示意图；图4是托架示意图。具体实施方式下面将结合附图对本技术作详细说明。如图1，包括封头1、直管段2、底盘3、尾气出口4、反应器壳体5、隔热部件6、加热装置7、反应气体进口8、稀释气体进口9、支架10、托架11、内胆12、底部气体分布器13、顶部气体分布器14和转动部件15，底盘3、反应直管段2和封头1两两通过法兰密封连接，构成密闭的反应空间，其中反应器内部具有加热装置7，为化学气相沉积反应提供热量；直管段2内壁具有隔热部件6，所述隔热部件6位于加热装置7和反应器壳体之间，隔热部件由石墨板拼接而成，拼接成一层隔热层紧贴直管段内壁。所述石墨隔热部件具有一定的厚度，例如至少10cm厚度，再例如12cm、14cm、15cm、17cm，但不限于此。本领域技术人员可以理解的是，当石墨厚度越厚时，绝热效果越好，但无疑会占据反应器更多的内部空间，浪费反应器的反应空间。利用石墨材质的绝热特性，使得气相空间高于1000℃时，经过石墨隔热部件的作用，反应器壳体外表面温度降低至仅20-30℃，有效隔绝反应器的热量，避免了热量损失。而不采用所述石墨隔热部件时，所述反应器壳体外表面温度至少达150℃以上。底盘3上设有进气装置，可以是反应气体进口8和稀释气体进口9，也可以是底部气体分布器13。底盘上还固定有支架10，支架上固定有托架11，用于放置需要沉积碳化硅的石墨部件。内胆12可以是石墨材质制备的内胆，具体为很薄的一层石墨套筒，可有效阻止碳化硅在加热装置上沉积，避免加热装置结垢损坏。如图2，底盘3设有一圈底部气体分布器13。按圆周分布均匀设有6个进气孔，本实施例进气孔设置6个，实际应用中进气孔的数量不限于此，例如可以是8个、9个、12个、16个或更多。如图3和图4，石墨支架和托架为镂空结构，具体的为，石墨支架侧壁均匀分布若干个孔16，有利于气体分布均匀，特别是支架和托架围成的内部空间也均匀分布有反应气体，保证石墨件表面均匀沉积一层碳化硅涂层。优选地，所述底盘3中部设有转动盘，转动盘上端连接到支架10，转动盘下端连接转动部件15，底盘3的中心也设有进气孔。转动部件15的下方通过发动机带动传动部件实现转动部件转动，例如通过齿轮啮合的方式传动，带动底盘中心部分转动。转动部分通过骨架油封进行密封。转动部件15通过转动盘带动底盘上的支架转动，从而使得沉积基体在更加均匀的气相空间中发生沉积，得到的碳化硅涂层更加均匀。优选地，反应器顶部有顶部气体分布器14，可引导气体分散导出反应器，从而避免气相空间气流在反应器的顶部聚合，有助于形成更加均匀的流场和温场，从而有助于沉积出均匀的碳化硅涂层。将反应直管段2和封头1通过法兰密封连接形成的鈡罩罩在底盘3上，并通过法兰密封连接形成密闭反应器，法兰通过螺栓固定紧密连接，法兰连接处设置密封圈进行密封，若需加料(放置沉积基体)，则需要拆开法兰，提起该钟罩，进行加料，本装置在使用时，将洁净的石墨部件放置到化学气相沉积反应器内的托架11上，抽真空至反应条件，通过加热装置加热升温至反应温度，从底部的进气装置通入反应气体开始发生化学气相沉积反应，沉积一段时间后，得到目标厚度的碳化硅涂层，按预定温度梯度降温，通入氮气置换，冷却至室温后得到带有碳化硅涂层的石墨复合材料。本技术提供了一种化学气相沉积反应器，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本技术的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化学气相沉积反应器，其特征在于，包括反应器壳体(5)和反应器壳体(5)内部的内胆(12)，所述内胆和反应器壳体(5)之间设有加热装置(7)，反应器壳体(5)的底部为底盘(3)，底盘(3)上设有支架(10)，支架(10)上设有托架(11)，反应器壳体(5)的底部设有进气装置，反应器壳体(5)的顶部设有排气装置。

【技术特征摘要】
1.一种化学气相沉积反应器，其特征在于，包括反应器壳体(5)和反应器壳体(5)内部的内胆(12)，所述内胆和反应器壳体(5)之间设有加热装置(7)，反应器壳体(5)的底部为底盘(3)，底盘(3)上设有支架(10)，支架(10)上设有托架(11)，反应器壳体(5)的底部设有进气装置，反应器壳体(5)的顶部设有排气装置。2.根据权利要求1所述的一种化学气相沉积反应器，其特征在于，所述加热装置(7)和反应器壳体(5)之间设有隔热部件(6)。3.根据权利要求1所述的一种化学气相沉积反应器，其特征在于，所述底盘(3)中部设有转动盘，转动盘上端连接到支架(10)，转动盘下端连接转动部件(15)。4.根据权利要求1所述的一种化学...

【专利技术属性】
技术研发人员：于伟华，田新，张春伟，江扣龙，王彬，
申请(专利权)人：江苏协鑫特种材料科技有限公司，江苏鑫华半导体材料科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32