一种用于制备多孔碳的大型真空热压炉

本技术属于烧结炉，尤其涉及一种用于制备多孔碳的大型真空热压炉。

背景技术：

1、现有的真空热压炉炉体通常由炉体、炉门、加热系统、保温系统、测温系统、加压系统、真空系统及控制系统等组成，大多炉体全部采用不锈钢制造，在加压烧结过程中，内部炉体中的多孔碳前驱体在烧结过程中所排出的气体不能及时排出炉内，使得制备的多孔碳结构及产率达不到需求标准，造成成品率低下。

技术实现思路

1、本实用新型为解决真空热压炉内部炉体中的多孔碳前驱体在烧结过程中所排出的气体不能及时排出炉内，使得制备的多孔碳结构及产率达不到需求标准，造成成品率低下的问题，进而提供一种用于制备多孔碳的大型真空热压炉；通过改变炉体内部反应室的结构，控制多孔碳前驱体在烧结过程中所排出的气体量，达到了多孔碳的制备标准。

2、本实用新型为解决上述技术问题采用的技术方案是：

3、一种用于制备多孔碳的大型真空热压炉，它包括炉体、反应室、加热系统、保温系统、测温系统、加压系统、抽真空系统、氩气进气管、混合排气管以及控制系统，所述的反应室为内部透气的密闭腔室结构，反应室布置在炉体内，加热系统为反应室提供热量，用于多孔碳的烧结；所述的保温系统布置在反应室外，用于反应室的保温，所述的测温系统用于测量反应室内的温度，所述的加压系统用于反应室内物料的加压；所述的抽真空系统用于反应室内的抽真空；所述的控制系统用于加热系统、加压系统和抽真空系统的控制；

4、所述的反应室包括透气的内层反应室和外层密闭层，内层反应室处于外层密闭层内，并与外层密闭层之间形成排气腔；所述的氩气进气管与混合排气管分别设置在反应室的两侧，氩气进气管穿过炉体并与反应室的排气腔相连通，以向反应室内持续通入氩气；混合排气管穿过炉体并与反应室的排气腔相连通，用于反应室内气体的排出。

5、进一步的，所述的内层反应室包括三块孔板、一块底板、一块顶板和一块侧板，所述的顶板与底板上下相对设置，三块所述的孔板以及一块所述的侧板首尾依次连接，并设置在顶板与底板之间，所述的侧板上开有门口，以实现多孔碳前驱体的取放。

6、进一步的，所述的孔板、底板和侧板均为刚性板。

7、进一步的，所述的内层反应室还包括有石墨纤维样品保护层，石墨纤维样品保护层包裹在孔板的外面。

8、进一步的，所述的外层密闭层包括有玻璃纤维层。

9、进一步的，所述的外层密闭层还包括有隔热层，隔热层处于玻璃纤维层的外面。

10、进一步的，所述反应室的上端开有开口，加压系统的加压端处于反应室的内层反应室内，与加压端连接的驱动杆从反应室上的开口伸出并与驱动端连接；

11、所述反应室上的开口处布置有柔性密封筒，柔性密封筒套在加压系统中的驱动杆上，且柔性密封筒的一端筒口与反应室上的开口处固定连接并密封，柔性密封筒的另一端筒口固定在驱动杆上，并与驱动杆的外壁固定连接并密封。

12、进一步的，所述的加热系统包括安装在内层反应室各个面上的加热电极。

13、进一步的，所述的测温系统包括安装在内层反应室各个面上的热电偶。

14、进一步的，所述的抽真空系统包括两个过滤罐和抽真空机组，两个所述的过滤罐分别布置在炉体的上下两侧，每个过滤罐通过一根管道连接在反应室的内层反应室上，并与内层反应室相连通；两个所述的过滤罐的气体出口处通过另外一根管道连接在一起，且抽真空机组的进气口连接在所述的另外一根管道上。

15、本实用新型与现有技术相比产生的有益效果是：

16、1、本申请通过改造炉体内部的反应室，通过由内至外依次设置的刚性孔板层、石墨纤维样品保护层、排气腔、玻璃纤维层和隔热层，既能保证多孔碳前驱体在加压烧结过程中气体的排出，又能保证反应室内的真空度，使得制备的多孔碳结构及产率达到制定标准。

17、2、本申请在反应室与加压系统之间设置柔性密封筒，保证了真空热压炉在长时间使用后，加压系统与反应室之间的密封性。

18、3、本申请的反应室与其他不含孔板反应室相比，可以通过调整孔板的开孔数量及开孔孔径实现多孔碳前驱体烧结过程中产气的排出速率及程度，从而实现多孔碳结构孔隙率可控。

技术特征：

1.一种用于制备多孔碳的大型真空热压炉，其特征在于：它包括炉体(1)、反应室(2)、加热系统(3)、保温系统(4)、测温系统(5)、加压系统(6)、抽真空系统(7)、氩气进气管(8)、混合排气管(9)以及控制系统，所述的反应室(2)为内部透气的密闭腔室结构，反应室(2)布置在炉体(1)内，加热系统(3)为反应室(2)提供热量，用于多孔碳的烧结；所述的保温系统(4)布置在反应室(2)外，用于反应室(2)的保温，所述的测温系统(5)用于测量反应室(2)内的温度，所述的加压系统(6)用于反应室(2)内物料的加压；所述的抽真空系统(7)用于反应室(2)内的抽真空；所述的控制系统用于加热系统(3)、加压系统(6)和抽真空系统(7)的控制；

2.根据权利要求1所述的一种用于制备多孔碳的大型真空热压炉，其特征在于：所述的内层反应室(2-1)包括三块孔板(2-1-1)、一块底板(2-1-2)、一块顶板(2-1-3)和一块侧板(2-1-4)，所述的顶板(2-1-3)与底板(2-1-2)上下相对设置，三块所述的孔板(2-1-1)以及一块所述的侧板(2-1-4)首尾依次连接，并设置在顶板(2-1-3)与底板(2-1-2)之间，所述的侧板(2-1-4)上开有门口，以实现多孔碳前驱体的取放。

3.根据权利要求2所述的一种用于制备多孔碳的大型真空热压炉，其特征在于：所述的孔板(2-1-1)、底板(2-1-2)和侧板(2-1-4)均为刚性板。

4.根据权利要求3所述的一种用于制备多孔碳的大型真空热压炉，其特征在于：所述的内层反应室(2-1)还包括有石墨纤维样品保护层(2-1-6)，石墨纤维样品保护层(2-1-6)包裹在孔板(2-1-1)的外面。

5.根据权利要求1所述的一种用于制备多孔碳的大型真空热压炉，其特征在于：所述的外层密闭层(2-2)包括有玻璃纤维层(2-2-2)。

6.根据权利要求5所述的一种用于制备多孔碳的大型真空热压炉，其特征在于：所述的外层密闭层(2-2)还包括有隔热层(2-2-3)，隔热层(2-2-3)处于玻璃纤维层(2-2-2)的外面。

7.根据权利要求1所述的一种用于制备多孔碳的大型真空热压炉，其特征在于：所述反应室(2)的上端开有开口，加压系统(6)的加压端处于反应室(2)的内层反应室(2-1)内，与加压端连接的驱动杆从反应室(2)上的开口伸出并与驱动端连接；

8.根据权利要求1所述的一种用于制备多孔碳的大型真空热压炉，其特征在于：所述的加热系统(3)包括安装在内层反应室(2-1)各个面上的加热电极(3-1)。

9.根据权利要求1所述的一种用于制备多孔碳的大型真空热压炉，其特征在于：所述的测温系统(5)包括安装在内层反应室(2-1)各个面上的热电偶(5-1)。

10.根据权利要求1所述的一种用于制备多孔碳的大型真空热压炉，其特征在于：所述的抽真空系统(7)包括两个过滤罐(7-1)和抽真空机组(7-2)，两个所述的过滤罐(7-1)分别布置在炉体(1)的上下两侧，每个过滤罐(7-1)通过一根管道连接在反应室(2)的内层反应室(2-1)上，并与内层反应室(2-1)相连通；两个所述的过滤罐(7-1)的气体出口处通过另外一根管道连接在一起，且抽真空机组(7-2)的进气口连接在所述的另外一根管道上。

技术总结
一种用于制备多孔碳的大型真空热压炉，属于烧结炉技术领域。为了解决多孔碳前驱体在烧结过程中所排出的气体不能及时排出炉内，使得制备的多孔碳结构及产率达不到需求标准的问题。本技术的反应室布置在炉体内，加热系统为反应室提供热量；保温系统布置在反应室外，加压系统用于反应室内物料的加压；抽真空系统用于反应室内的抽真空；控制系统用于加热系统、加压系统和抽真空系统的控制；反应室包括透气的内层反应室和外层密闭层，内层反应室处于外层密闭层内，并与外层密闭层之间形成排气腔；氩气进气管穿过炉体并与反应室的排气腔相通；混合排气管穿过炉体并与反应室的排气腔相通。本技术主要用于多孔碳的制备。

技术研发人员：刘晓旭,盛大伟,刘琼,白锋
受保护的技术使用者：陕西科技大学
技术研发日：20240222
技术公布日：2024/9/23