Графитовая подложка для получения пластин пироуглерода

 

Сущность изобретения: подложка графитовая выполнена в виде многогранной призмы с расположенными на ее гранях поверхностями осаждения. Поверхности осаждения выполнены вогнутыми, цилиндрической формы таким образом, что высота призмы является образующей цилиндрической поверхности. При этом соотношение стрелы прогиба цилиндрической поверхности к радиусу ее кривизны составляет от 0,001 до 0,003. При этом за счет исключения механической обработки затраты снижаются на 20 - 30% . 2 ил.

Изобретение относится к углеродной промышленности, в частности к производству изделий из пиролитического углерода или пиролитического графита.

Известно устройство для покрытия изделий пироуглеродом, позволяющее осаждать углерод из газовой фазы в электровакуумной печи с нагревательными элементами при непрерывном подведении углеводорода через специальное устройство [1] .

Данное устройство позволяет осуществлять покрытие пироуглерода (пирографита) на подложку любого вида, однако качество и вид получаемых изделий определяются подложкой, на которую осуществляется осаждение пирографита.

Наиболее близким к предложенному является устройство, содержащее подложку в виде многогранника с плоскими гранями для получения панелей из пирографита [2] .

Основным недостатком такой подложки является то, что получаемые на плоских подложках-гранях призмы панели (пластины) пирографита имеют кривизну поверхности. Это объясняется действием двух факторов. С одной стороны - анизотропией свойств гексагональной структуры кристаллита графита и, с другой стороны, особенностью образования структуры слоев графита в виде телесных конусов роста. Оба фактора способствуют искажению формы получаемой панели: первый - за счет структурных напряжений при остывании получаемой панели, второй - из-за структурной неравномерности осаждения пирографита на плоскую подложку. Для придания полученной панели требуемой плоской формы заданной толщины ее подвергают механической обработке, что приводит к потере материала. Причем время осаждения пирографита в печи было увеличено за счет получения избыточной толщины, снимаемой в дальнейшем при механической обработке. Все это приводит к росту стоимости готовой плоской панели.

Целью изобретения является снижение затрат на производство плоских панелей.

Цель достигается за счет того, что в подложке графитовой для получения пластин пироуглерода (пирографита), выполненной в виде многогранной призмы с расположенными на ее гранях поверхностями осаждения, последние выполнены вогнутыми, цилиндрической формы таким образом, что высота призмы является образующей цилиндрической поверхности, при этом соотношение стрелы прогиба цилиндрической поверхности к радиусу ее кривизны составляет от 0,001 до 0,003.

При стремлении соотношения стрелы прогиба цилиндрической поверхности подложки к радиусу ее кривизны в сторону меньшую 0,001, т. е. при увеличении радиуса кривизны, подложка превращается в плоскую пластину и эффект при получении пироуглерода (пирографита) будет тот же, что и в прототипе, т. е. на такой подложке получаемая панель из пирографита будет криволинейной.

При стремлении указанного выше соотношения в сторону большую 0,003, т. е. при уменьшении радиуса кривизны или увеличении степени кривизны подложки получаемая панель пироуглерода (пирографита) будет иметь обратную кривизну, что приводит к росту внутренних напряжений в ней и к необходимости механической обработки, а следовательно, и к росту затрат на производство готовой панели.

На фиг. 1 представлена схема устройства для получения пластин пироуглерода (пирографита); на фиг. 2 - подложка в виде многогранной призмы, поперечное сечение, (R - радиус кривизны, δ- стрела прогиба).

Устройство для получения плоских панелей из пироуглерода (пирографита) состоит из реакционной камеры в электровакуумной печи, имеющей основание для крепления многогранной призмы 1 из графита и боковые поверхности 2, на которых выполнены вогнутые цилиндрические поверхности 3 для осаждения пироуглерода (пирографита).

В данной подложке графитовой для получения пироуглерода (пирографита) в виде многогранной призмы 1 грани 2 обработаны по наружной и внутренней поверхностям в виде вогнутой цилиндрической поверхности таким образом, что высота многогранной призмы является образующей цилиндрической поверхности. При этом соотношение стрелы прогиба цилиндрической поверхности к радиусу ее кривизны составляет от 0,001 до 0,003.

Устройство работает следующим образом.

При нагреве реакционной камеры электровакуумной печи и подаче углеводородного газа под действием высокой температуры происходит разложение углеводородной смеси (пиролиз) и осаждение углерода на графитовую подложку. Осаждение кристаллитов графита происходит преимущественно параллельно исходной поверхности подложки. Наличие на поверхности подложки различных дефектов и за счет вторичных образований рост толщины панели во времени происходит в виде телесных конусов. Но за счет выполнения подложки, обработанной в виде цилиндрической поверхности, получаемая панель плоская. В дальнейшем не требуется ее механической обработки, так как она уже получена плоской. По завершении процесса после осаждения и вскрытия печи полученные плоские панели на гранях призмы вырезаются, легко отделяясь от графитовой поверхности. При этом затраты снижаются на 20-30% .

Формула изобретения

ГРАФИТОВАЯ ПОДЛОЖКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛАСТИН ПИРОУГЛЕРОДА, выполненная в виде многогранной призмы с расположенными на ее гранях поверхностями осаждения, отличающаяся тем, что, с целью снижения затрат на производство плоских панелей, поверхности осаждения выполнены вогнутыми, цилиндрическими так, что высота призмы является образующей цилиндрической поверхности, при этом отношение стрелы прогиба цилиндрической поверхности к радиусу ее кривизны составляет 0,001 - 0,003.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2