Способ и устройство для уплотнения пористого субстрата путем химической инфильтрации газовой фазой - RU2004118418A

Реферат

1. Способ уплотнения пористого субстрата матрицей, полученной путем химической инфильтрации газовой фазой с использованием газа-реагента, содержащего, по меньшей мере, один газообразный источник материала матрицы, причем способ включает следующие этапы: загрузку уплотняемых субстратов в зону загрузки печи; нагревание субстратов в печи до доведения их до температуры, при которой из газообразного источника или источников, содержащихся в газе-реагенте, образуется требуемый материал матрицы; введение с одной стороны печи газа-реагента; нагревание газа- реагента после его введения в печь вследствие прохождения через зону нагревания газа, расположенную в направлении прохождения газа-реагента через печь перед зоной загрузки, отличающийся тем, что: газ-реагент подвергается предварительному нагреванию перед его введением в печь для достижения к моменту его введения в печь температуры, промежуточной между температурой окружающей среды и температурой нагревания субстратов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что субстраты доводят до температуры, превышающей 900°С, а газ-реагент подвергается предварительному нагреванию перед его введением в печь до достижения к моменту введения в печь температуры равной, по меньшей мере, приблизительно 200°С.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что газ-реагент подвергается предварительному нагреванию до температуры, не превышающей 800°С.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что газ-реагент подвергается предварительному нагреванию до температуры, не превышающей 600°С.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что газ-реагент нагревают вне печи путем его пропускания через теплообменник.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что газ-реагент нагревают вне печи под давлением, по существу, равным давлению, имеющемуся внутри печи.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что газ-реагент нагревают вне печи под давлением, превышающим давление, имеющееся внутри печи, а перед вводом газа в печь его давление уменьшают.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что он применяется для уплотнения кольцевых пористых субстратов для тормозных дисков из композитного материала типа углерод/углерод.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что субстраты загружают в печь в форме одной или нескольких кольцевых стопок, причем газ-реагент, поступающий из зоны нагревания газа, направляют в один из двух объемов, образованных внутренним объемом или внутренними объемами кольцевой стопки или кольцевых стопок и пространством зоны загрузки, находящимся вне кольцевой стопки или кольцевых стопок, а отходящие газы собирают во втором из двух объемов и выводят из печи.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что субстраты складывают в стопки таким образом, что между ними образуются проемы для прохождения газа, обеспечивающие сообщение указанных объемов друг с другом.

11. Способ по п.9, отличающийся тем, что субстраты складывают в стопки без образования между ними проемов для прохождения газа, так что прохождение газа-реагента из одного объема в другой осуществляется исключительно через пористую структуру субстратов.

12. Способ по п.9, отличающийся тем, что газ-реагент поступает в кольцевые стопки индивидуально, через соответствующие им каналы в одной из стенок печи.

13. Способ по п.12, отличающийся тем, что температуру предварительного нагревания газа-реагента, поступающего в стопки субстратов, устанавливают индивидуально для каждой стопки.

14. Установка для уплотнения пористого субстрата путем химической инфильтрации паровой фазой, содержащая печь (10), зону (30) загрузки субстратов в печь, средства (12) нагревания субстратов в зоне загрузки, по меньшей мере, одно отверстие (22; 22а, 22с, 22f) ввода в печь газа-реагента и, по меньшей мере, одну зону (50; 50а, 50с, 50f) нагревания газа-реагента, расположенную в печи между отверстием ввода газа-реагента и зоной загрузки, отличающаяся тем, что указанная установка дополнительно содержит, по меньшей мере, одно устройство (60; 80) предварительного нагревания газа, расположенное вне печи (10), соединенное, по меньшей мере, с одним отверстием ввода газа-реагента в печь и обеспечивающее предварительное нагревание газа-реагента перед его вводом в печь.

15. Установка по п.14, отличающаяся тем, что устройство предварительного нагревания содержит проточную трубу (66), установленную в канале подачи газа-реагента к отверстию ввода газа-реагента в печь.

16. Установка по п.14, отличающаяся тем, что устройство предварительного нагревания содержит газовую колонку (80), через которую проходит, по меньшей мере, один канал циркуляции предварительно нагреваемого газа.

17. Установка по п.16, отличающаяся тем, что газовая горелка соединена с отверстием (24) вывода из печи отходящих газов с целью использования, по меньшей мере, части отходящих газов в качестве топливного газа для газовой горелки.

18. Установка по п.14, отличающаяся тем, что устройство предварительного нагревания содержит электронагревательную печь, через которую проходит, по меньшей мере, один канал циркуляции предварительно нагреваемого газа.

19. Установка по п.14, отличающаяся тем, что содержит редуктор, расположенный между устройством предварительного нагревания и отверстием ввода газа-реагента в печь.

20. Установка по п.14, отличающаяся тем, что устройство предварительного нагревания содержит средства регулировки температуры.

21. Установка по п.14 для уплотнения кольцевых субстратов, сложенных в несколько стопок, отличающаяся тем, что содержит несколько зон (50а, 50с, 50f) нагревания, каждая из которых расположена между соответствующим отверстием (22а, 22с, 22f) ввода газа-реагента в печь и местом размещения соответствующей кольцевой стопки в зоне загрузки.

22. Установка по п.21, отличающаяся тем, что содержит несколько индивидуальных каналов (62а, 62с, 62f) подачи предварительно нагретого газа-реагента, соединенных с отверстиями ввода газа-реагента в печь.

23. Установка по п.22, отличающаяся тем, что индивидуальные каналы (62а, 62с, 62f) подачи газа соединены общим каналом с одним устройством предварительного нагревания.

24. Установка по п.22, отличающаяся тем, что индивидуальные каналы подачи газа соединены с соответствующими устройствами предварительного нагревания газа-реагента.