本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料領(lǐng)域的化學(xué)氣相沉積爐制備裝置。

背景技術(shù)：
炭/炭復(fù)合材料是一種炭纖維增強(qiáng)炭基體復(fù)合材料，其基于碳原子獨(dú)特的電子排布和其類石墨結(jié)構(gòu)以及良好的生物相容性等特點(diǎn)，被認(rèn)為是理想的導(dǎo)電材料、高溫復(fù)合結(jié)構(gòu)材料、功能材料和生物材料，可廣泛應(yīng)用于航空、航天、生物及多種民用領(lǐng)域。復(fù)合材料的多種制備方法均有一個成本偏高問題，如常用的等溫CVI工藝，致密時間需幾百甚至千余小時，周期長、成本高、設(shè)備操作困難，導(dǎo)致制品成本居高不下，這一點(diǎn)嚴(yán)重制約了該材料的進(jìn)一步應(yīng)用和發(fā)展?；瘜W(xué)氣相沉積乃是通過化學(xué)反應(yīng)的方式，利用加熱、等離子激勵或光輻射等各種能源，在反應(yīng)器內(nèi)使氣態(tài)或蒸汽狀態(tài)的化學(xué)物質(zhì)在氣相或氣固界面上經(jīng)化學(xué)反應(yīng)形成固態(tài)沉積物的技術(shù)。近年來采用的化學(xué)氣相滲透(CVI)工藝是傳統(tǒng)的化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝的延伸，使氣相物質(zhì)(CH4、C3H6等)在加熱的炭纖維表面或附近產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，遷移至復(fù)合材料預(yù)制體中沉積得到熱解炭基體。在CVI工藝增密過程中，熱解炭以炭纖維為核心生長，隨著沉積的進(jìn)行，使整個復(fù)合材料預(yù)制體成為一個高強(qiáng)、高模的材料實體?，F(xiàn)有技術(shù)化學(xué)氣相滲透工藝的不足之處在于,致密化速度低，制備周期長，生產(chǎn)效率很低、成本高。復(fù)合材料不可避免存在10-15％的殘留孔隙，影響復(fù)合材料的力學(xué)性能和抗氧化性能。用CVI工藝制備炭/炭復(fù)合材料工藝條件如溫度、壓力、原料氣C/H比、氣相滯留時間以及坯體孔隙的比表面積等因素對坯體微區(qū)氣相組成都有顯著的影響。復(fù)合材料領(lǐng)域的化學(xué)氣相沉積爐存在諸多問題,其中在爐襯、電熱元件的安裝和炭源氣體在加熱爐內(nèi)漏氣等存在許多隱患。在中國專利申請?zhí)枮?00910093946.6，公開號為CN101671188A公開的一種高性能炭基復(fù)合材料快速定向滲積氣流控制的方法中，所用的設(shè)備由氣體流量控制裝置、氣體混合裝置、氣體預(yù)熱裝置以及氣體輸出和滲積爐壓裝置四部分組成。工作原理是將復(fù)合材料預(yù)制體放置于設(shè)備滲積室內(nèi)，加熱至所需溫度，按一定比例的流量通入一種或多種反應(yīng)氣體的混合氣進(jìn)入滲積室內(nèi)，并控制在一定的壓力下進(jìn)行化學(xué)氣相滲積。上述方法存在的不足之處在于：1、氣體預(yù)熱裝置處無自動可調(diào)的發(fā)熱器和監(jiān)測溫度傳感器，無法監(jiān)測并進(jìn)行控制調(diào)節(jié)反應(yīng)氣體的預(yù)熱溫度，不充分預(yù)熱將會導(dǎo)致反應(yīng)氣體裂解不完全，極大地降低反應(yīng)氣體的利用率和最終滲積速率；2、反應(yīng)氣體到預(yù)熱裝置頂部后返回，最后成束由預(yù)熱裝置底部四周出氣口流出后進(jìn)入復(fù)合材料預(yù)制體滲積室內(nèi)，反應(yīng)氣體在預(yù)熱裝置內(nèi)不能被很好的分散，預(yù)熱效果不佳；3、板材類構(gòu)件放置在該方法公開的裝置內(nèi)進(jìn)行滲積時，由于板材類構(gòu)件與滲積裝置間無法形成相對密閉滲積空間，將會大大減少反應(yīng)氣體的利用率，增大系統(tǒng)壓力控制的難度，大幅度降低滲積速率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有方法的不足之處，提供一種反應(yīng)氣體混合更加充分、均勻，既能保證預(yù)熱效果，達(dá)到預(yù)定溫度，實現(xiàn)反應(yīng)氣體的充分裂解，提高反應(yīng)氣體利用率，可獲得最佳滲積效率的炭/炭復(fù)合材料構(gòu)件化學(xué)氣相滲積裝置。以解決現(xiàn)有技術(shù)化學(xué)氣相滲積存在的反應(yīng)氣體利用率較低、滲積效率不高的問題。本發(fā)明的上述目的可以通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：一種炭/炭復(fù)合材料構(gòu)件化學(xué)氣相滲積裝置，包括從爐體底部連通化學(xué)氣相沉積爐體6的氣體供應(yīng)裝置1、通過供氣管道連通氣體供應(yīng)裝置1的爐壓控制裝置2、設(shè)置在化學(xué)氣相沉積爐體爐腔中的混氣與預(yù)熱裝置3、深度混氣與出氣裝置4和封閉滲積室5，其特征在于：封閉滲積室5相連深度混氣與出氣裝置4，深度混氣與出氣裝置4下方設(shè)有一級配合帶孔襯板控制反應(yīng)氣體導(dǎo)流方向的混氣與預(yù)熱裝置3，混氣與預(yù)熱裝置3內(nèi)設(shè)有監(jiān)測反應(yīng)氣體溫度的測溫傳感器3-5；氣體供應(yīng)裝置1、爐壓控制裝置2和混氣與預(yù)熱裝置3電連接控制器7；反應(yīng)氣體預(yù)熱溫度由預(yù)熱測溫傳感器3-5進(jìn)行監(jiān)測，并由控制器7進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，經(jīng)調(diào)節(jié)控制的反應(yīng)氣體通過氣體供應(yīng)裝置1從抽真空后的化學(xué)氣相沉積爐體6爐底進(jìn)氣口6-11進(jìn)入混氣與預(yù)熱裝置3進(jìn)行混合與預(yù)熱，控制器7根據(jù)測溫傳感器3-5的信息，自動調(diào)節(jié)發(fā)熱器3-4上的電功率獲得需要的預(yù)熱溫度；預(yù)熱反應(yīng)氣體進(jìn)入深度混氣與出氣裝置4被進(jìn)一步混合和分散，經(jīng)過混氣與預(yù)熱裝置3后的反應(yīng)氣體進(jìn)入由環(huán)形石墨筒5-1、多孔石墨襯板5-2、復(fù)合材料預(yù)制體5-4、石墨蓋板5-6形成的封閉滲積室5，經(jīng)過多孔石墨襯板5-2滲透入放置在封閉滲積室5內(nèi)的復(fù)合材料預(yù)制體5-4，在爐壓控制裝置2壓力控制及控溫傳感器6-14溫度控制的定值下進(jìn)行化學(xué)氣相滲積。本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果。本發(fā)明通過在混氣與預(yù)熱裝置內(nèi)增加監(jiān)測反應(yīng)氣體溫度的測溫傳感器，通過可調(diào)節(jié)電功率的發(fā)熱器，經(jīng)由控制面板上控制器處理測溫傳感器信息和自動調(diào)節(jié)發(fā)熱器上的電功率獲得需要的溫度，并再增加一級混氣與出氣裝置，使得反應(yīng)氣體的混合更加充分、均勻，既能保證預(yù)熱效果，達(dá)到預(yù)定溫度，實現(xiàn)反應(yīng)氣體的充分裂解，提高反應(yīng)氣體利用率，可獲得最佳滲積效率。本發(fā)明能夠?qū)o法形成封閉的滲積空間的炭/炭復(fù)合材料構(gòu)件進(jìn)行化學(xué)氣相滲積的氣體混合及預(yù)熱裝置。它使得氣體的混合分散均勻、流向有序、預(yù)熱溫度可控充分，然后定向?qū)敕忾]的滲積室內(nèi)滲積，提高了反應(yīng)氣體的利用率和滲積速率。不僅可以提高殘?zhí)柯?降低可浸漬復(fù)合材料預(yù)制體孔隙尺寸,而且可有效防止瀝青被熱解產(chǎn)生的氣體擠出氣孔隙外,從而大大提高了致密化效率。本發(fā)明通過在混氣與預(yù)熱裝置內(nèi)增加監(jiān)測反應(yīng)氣體溫度的測溫傳感器，裝置可調(diào)節(jié)電功率的發(fā)熱器，經(jīng)由控制面板上控制器處理測溫傳感器信息和自動調(diào)節(jié)發(fā)熱器上的電功率獲得需要的溫度?；鞖馀c預(yù)熱裝置能夠使得反應(yīng)氣體預(yù)熱充分，達(dá)到預(yù)定溫度，實現(xiàn)反應(yīng)氣體的充分裂解，提高反應(yīng)氣體利用率，可獲得最佳致密速率。本發(fā)明在混氣與預(yù)熱裝置上方設(shè)有一級配合帶孔襯板控制反應(yīng)氣體導(dǎo)流方向的混氣與出氣裝置，可以精確控制反應(yīng)氣體的導(dǎo)流方向，同時使得反應(yīng)氣體更進(jìn)一步深度充分混合、均勻分散，保證體積濃度更加均一，預(yù)熱效果更加顯著。本發(fā)明采用環(huán)形石墨筒、多孔石墨板、石墨蓋板組成的封閉的滲積室，密封效果較好；采用多通道沉積氣路，流場均勻，無沉積死角，沉積效果好。極大的提高了反應(yīng)氣體的利用率，可獲得更高的致密速率。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)反應(yīng)氣體在預(yù)熱裝置內(nèi)預(yù)熱效果不佳、難以達(dá)到預(yù)定溫度、無法實現(xiàn)充分裂解、不能形成封閉的滲積空間的問題。采用本發(fā)明可以使沉積周期大幅縮短。附圖說明圖1本發(fā)明炭/炭復(fù)合材料構(gòu)件化學(xué)氣相滲積裝置的剖視構(gòu)造示意圖。圖2是圖1的混氣和預(yù)熱裝置、深度混氣和出氣裝置放大結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖1多孔石墨襯板放大示意圖。圖中：1氣體供應(yīng)裝置，1-1第一控制閥，1-2第一流量計1，1-3第二控制閥，1-4第二流量計，1-5第一控制閥傳感器線，1-6第一流量計傳感器線，1-7第二控制閥傳感器線，1-8第二流量計傳感器線，1-9第一路氣體，1-10第二路氣體；2爐壓控制裝置，2-1第一絕壓計，2-2第二絕壓計2，2-3第三絕壓計，2-4—真空排氣裝置，2-5第一絕壓計傳感器線，2-6第二絕壓計傳感器線，2-7第三絕壓計傳感器線，2-8真空排氣裝置傳感器線；3混氣與預(yù)熱裝置，3-1石墨定位環(huán)，3-2氣孔，3-3多孔石墨板，3-4發(fā)熱器，3-5預(yù)熱測溫傳感器，3-6測溫傳感器線，3-7發(fā)熱器傳感器線；4深度混氣與出氣裝置，4-1氣流槽下板，4-2導(dǎo)氣槽，4-3通氣孔，4-4導(dǎo)氣孔，4-5氣流槽上板；5封閉滲積室，5-1環(huán)形石墨筒，5-2多孔石墨襯板，5-3小導(dǎo)氣孔，5-4復(fù)合材料預(yù)制體，5-5大導(dǎo)氣孔，5-6--石墨蓋板；6化學(xué)氣相沉積爐體，6-1頂部碳?xì)郑?-2頂部石墨蓋，6-3感應(yīng)線圈，6-4爐壁碳?xì)郑?-5石墨發(fā)熱體，6-6觀察窗石墨筒，6-7監(jiān)測傳感器用石墨筒，6-8石墨壓盤，6-9底部石墨板，6-10爐底碳?xì)郑?-11爐底進(jìn)氣口，6-12高鋁磚，6-13出氣孔，6-14控溫傳感器，6-15監(jiān)測傳感器；7控制器。具體實施例方式參閱圖1-圖3。在以下描述的實施例中，炭/炭復(fù)合材料構(gòu)件化學(xué)氣相滲積裝置的化學(xué)氣相沉積爐主要由氣體供應(yīng)裝置1、爐壓控制裝置2、混氣與預(yù)熱裝置3、深度混氣與出氣裝置4、封閉滲積室5、化學(xué)氣相沉積爐體6共六大部分構(gòu)成。其中，氣體供應(yīng)裝置1從爐體底部連通化學(xué)氣相沉積爐體6，爐壓控制裝置2通過供氣管道連通氣體供應(yīng)裝置1，混氣與預(yù)熱裝置3、深度混氣與出氣裝置4和封閉滲積室5設(shè)置在化學(xué)氣相沉積爐體爐腔中。封閉滲積室5相連深度混氣與出氣裝置4，深度混氣與出氣裝置4下方設(shè)有一級配合帶孔襯板控制反應(yīng)氣體導(dǎo)流方向的混氣與預(yù)熱裝置3，混氣與預(yù)熱裝置3內(nèi)設(shè)有監(jiān)測反應(yīng)氣體溫度的測溫傳感器3-5；氣體供應(yīng)裝置1、爐壓控制裝置2和混氣與預(yù)熱裝置3電連接控制器7；反應(yīng)氣體預(yù)熱溫度由預(yù)熱測溫傳感器3-5進(jìn)行監(jiān)測，并由控制器7進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，經(jīng)調(diào)節(jié)控制的反應(yīng)氣體通過氣體供應(yīng)裝置1從抽真空后的化學(xué)氣相沉積爐體6爐底進(jìn)氣口6-11進(jìn)入混氣與預(yù)熱裝置3進(jìn)行混合與預(yù)熱，控制器7根據(jù)測溫傳感器3-5的信息，自動調(diào)節(jié)發(fā)熱器3-4上的電功率獲得需要的預(yù)熱溫度；預(yù)熱反應(yīng)氣體進(jìn)入深度混氣與出氣裝置4被進(jìn)一步混合和分散，進(jìn)入由環(huán)形石墨筒5-1、多孔石墨襯板5-2、復(fù)合材料預(yù)制體5-4、石墨蓋板5-6形成的封閉滲積室5，經(jīng)過多孔石墨襯板5-2滲透入放置在封閉滲積室5內(nèi)的復(fù)合材料預(yù)制體5-4，在爐壓控制裝置2壓力控制及控溫傳感器6-14溫度控制的定值下進(jìn)行化學(xué)氣相滲積。氣體供應(yīng)裝置1包括：連接在氣體供應(yīng)裝置1氣路管道第一路氣體1-9的第一控制閥1-1和第一流量計1-2，連接在第二路氣體1-10上第二控制閥1-3和第二流量計1-4，第一控制閥1-1和第一流量計1-2串聯(lián)，第一控制閥1-1通過第一控制閥傳感器線1-5連接控制器7，第一流量計1-2通過第一流量計傳感器線1-6連接控制器7；第二控制閥1-3和第二流量計1-4串聯(lián)，第二控制閥1-3通過第二控制閥傳感器線1-7連接控制器7，第二流量計1-4通過第二流量計傳感器線1-8連接控制器7。上述流量計水平安裝在位于相對應(yīng)控制閥的前端，用于測量氣體流量的大小，流量計控制閥用于調(diào)節(jié)氣體流量大小?？刂破鞲鶕?jù)監(jiān)測到的氣體流量大小與獲取目標(biāo)氣體流量值進(jìn)行動態(tài)比較，通過調(diào)節(jié)控制閥的開啟程度獲取目標(biāo)氣體流量值。爐壓控制裝置2包括：連接在真空排氣裝置2-4上的第一絕壓計2-1、第二絕壓計2-2和連接在氣體供應(yīng)裝置1氣路管道上的第三絕壓計2-3、以及真空排氣裝置2-4、第一絕壓計2-1、第二絕壓計2-2、第三絕壓計2-3分別對應(yīng)連接在控制器7上的第一絕壓計傳感器線2-5、第二絕壓計傳感器線2-6、真空排氣裝置傳感器線2-8和第三絕壓計傳感器線2-7。第一絕壓計2-1位于化學(xué)氣相沉積爐體6的側(cè)邊上端、真空排氣裝置2-4的前端，第一絕壓計2-1監(jiān)測真空排氣裝置2-4前端的壓力；第二絕壓計2-2靠近化學(xué)氣相沉積爐體6，同第一絕壓計2-1安裝在同一水平面上，第二絕壓計2-2反映化學(xué)氣相沉積爐體6與封閉滲積室5之間腔體的壓力；第三絕壓計2-3安裝在爐底進(jìn)氣口6-11下端，用于監(jiān)測封閉滲積室5內(nèi)的壓力。第二絕壓計2-2、真空排氣裝置2-4分別通過第二絕壓計傳感器線2-6、真空排氣裝置傳感器線2-8與控制器7相連接，通過控制器7上顯示的第二絕壓計的壓力值的變化情況，使用控制器7控制調(diào)節(jié)真空排氣裝置2-4的開啟程度使得第二絕壓計的壓力穩(wěn)定在設(shè)定壓力值?；鞖馀c預(yù)熱裝置3包括：制有氣孔3-2的多孔石墨板3-3、發(fā)熱器3-4和預(yù)熱測溫傳感器3-5，多孔石墨板3-3通過板端周圍分隔的石墨定位環(huán)3-1層疊在發(fā)熱器3-4的框體中，預(yù)熱測溫傳感器3-5設(shè)置在層疊多孔石墨板3-3空隙之間，通過測溫傳感器線3-6和發(fā)熱器傳感器線3-7電連接控制器7。發(fā)熱器的功率可調(diào)，根據(jù)預(yù)熱溫度的情況在控制面板上可進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。多孔石墨板3-3用于混氣與通氣，可放置多層，相互之間用石墨定位環(huán)3-1隔開，同時為保證預(yù)熱效果，相鄰多孔石墨板3-3上的氣孔3-2應(yīng)相互錯開。反應(yīng)氣體由爐底進(jìn)氣口6-11進(jìn)入混氣與預(yù)熱裝置3，反應(yīng)氣體溫度由預(yù)熱測溫傳感器3-5進(jìn)行監(jiān)測，并由控制器7進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，控制器7可以處理預(yù)熱測溫傳感器3-5的信息，自動調(diào)節(jié)發(fā)熱器3-4上的電功率獲得需要的預(yù)熱溫度，直到反應(yīng)氣體離開混氣與預(yù)熱裝置3為止。經(jīng)過混氣與預(yù)熱裝置后的氣體進(jìn)入由環(huán)形石墨筒、多孔石墨襯板、復(fù)合材料預(yù)制體、石墨蓋板形成的封閉滲積室，氣流經(jīng)由大導(dǎo)氣孔和小導(dǎo)氣孔定向流動通過復(fù)合材料預(yù)制體，在復(fù)合材料預(yù)制體內(nèi)部進(jìn)行滲積。所述深度混氣與出氣裝置4包括：固聯(lián)在混氣與預(yù)熱裝置3上端口上的氣流槽上板4-5和氣流槽下板4-1，氣流槽上板4-5板體上制有通氣孔4-3和導(dǎo)氣孔4-4，氣流槽下板4-1與氣流槽上板4-5之間構(gòu)成導(dǎo)氣槽4-2。經(jīng)過混氣與預(yù)熱裝置3后的氣體由導(dǎo)氣孔4-4進(jìn)入導(dǎo)氣槽4-2再度進(jìn)行深度混合并分散，最終由通氣孔4-3進(jìn)入封閉滲積室5內(nèi)，6個平均分布且尺寸相同的導(dǎo)氣槽4-2。封閉滲積室5包括：分隔層疊在環(huán)形石墨筒5-1筒體內(nèi)的多孔石墨襯板5-2，以及放置于環(huán)形石墨筒5-2最上端的石墨蓋板5-6，多孔石墨襯板5-2的板體制有圍繞中心大導(dǎo)氣孔5-5呈對稱均勻分布排列的小導(dǎo)氣孔5-3，復(fù)合材料預(yù)制體5-4放置在封閉滲積室5的多孔石墨襯板5-2上。化學(xué)氣相沉積爐體6包括：通過制有出氣孔6-13的頂部石墨蓋6-2密封的石墨發(fā)熱體6-5，在石墨發(fā)熱體6-5、頂部石墨蓋6-2、底部石墨板6-9外表面分別包覆有爐壁碳?xì)?-4、頂部碳?xì)?-1、爐底碳?xì)?-10，頂部碳?xì)?-1、爐底碳?xì)?-10均與爐壁碳?xì)?-4密封連接，頂部碳?xì)?-1上端設(shè)有石墨壓盤6-8和通過石墨壓盤6-8、頂部碳?xì)?-1和頂部石墨蓋6-2的觀察窗石墨筒6-6及監(jiān)測傳感器用石墨筒6-7，監(jiān)測傳感器6-15設(shè)置在石墨筒6-7的筒體內(nèi)；感應(yīng)線圈6-3安裝于爐壁碳?xì)?-4與化學(xué)氣相沉積爐體6的爐壁之間，化學(xué)氣相沉積爐體6底部下方順次安裝有高鋁磚6-12、爐底碳?xì)?-10和石墨板6-9中心的爐底進(jìn)氣口6-11的控溫傳感器6-14，控溫傳感器6-14電連接控制器7。設(shè)備的工作原理是將復(fù)合材料預(yù)制體放置于封閉滲積室內(nèi)，加熱至預(yù)定溫度，經(jīng)氣體供應(yīng)裝置按一定比例的流量通入一種或多種反應(yīng)氣體經(jīng)混氣與預(yù)熱裝置進(jìn)行混合與預(yù)熱，隨后進(jìn)入深度混氣與出氣裝置被進(jìn)一步混合和分散，隨后經(jīng)多孔石墨襯板滲透進(jìn)入封閉滲積室內(nèi)，并由爐壓控制裝置將壓力控制在某定值下進(jìn)行化學(xué)氣相滲積。具體實施步驟包括：(1)裝爐：將復(fù)合材料預(yù)制體5-4放入化學(xué)氣相沉積爐6內(nèi)的多孔石墨襯板5-2上，裝好環(huán)形石墨筒5-1，蓋上石墨蓋板5-6，形成封閉滲積室5；(2)抽真空并檢查泄漏情況：開啟真空排氣裝置2-4，對化學(xué)氣相沉積爐6進(jìn)行抽真空，排出化學(xué)氣相沉積爐6內(nèi)的空氣，抽真空至第二絕壓計2-2的壓力為500Pa～1000Pa，停止抽真空，檢查化學(xué)氣相沉積爐6的壓力變化以判斷泄漏情況；(3)通電升溫加熱：通電升溫加熱至預(yù)定溫度，并同時抽真空至500Pa～1000Pa，預(yù)定溫度以用于監(jiān)測封閉滲積室5內(nèi)爐溫溫場的控溫傳感器5-14和兩支監(jiān)測傳感器6-15分別達(dá)到預(yù)定溫度范圍并穩(wěn)定為準(zhǔn)。(4)通入反應(yīng)氣體(天然氣與丙烷)：在氣體供應(yīng)裝置1的氣路中按一定比例的流量分別通入天然氣與丙烷，流量計(1-2、1-4)用于測量氣體流量的大小，控制閥(1-1、1-3)用于調(diào)節(jié)氣體流量，控制閥1-1、流量計1-2與控制閥1-3、流量計1-4通過各自傳感器線1-5、1-6及1-7、1-8與控制器7相連接，控制器7根據(jù)監(jiān)測到的氣體流量大小與獲取目標(biāo)氣體流量值進(jìn)行動態(tài)比較，通過調(diào)節(jié)相應(yīng)控制閥1-1、1-3的開啟程度獲取目標(biāo)氣體流量值。(5)反應(yīng)氣體(天然氣與丙烷)的混合與預(yù)熱：經(jīng)過氣體供應(yīng)裝置1后的反應(yīng)氣體由爐底進(jìn)氣口6-11導(dǎo)入混氣與預(yù)熱裝置3中進(jìn)行混合、預(yù)熱，混氣與預(yù)熱裝置3內(nèi)配置有監(jiān)測反應(yīng)氣體溫度的預(yù)熱測溫傳感器3-5和預(yù)熱反應(yīng)氣體的電功率可調(diào)節(jié)的發(fā)熱器3-4，預(yù)熱測溫傳感器3-5和發(fā)熱器3-4通過測溫傳感器線3-6、發(fā)熱器傳感器線3-7與控制器7連接，控制器7可以獲得預(yù)熱測溫傳感器3-5的信息，控制器7根據(jù)獲得的預(yù)熱測溫傳感器3-5的信息來調(diào)節(jié)發(fā)熱器3-4的電功率以達(dá)到需要的預(yù)熱溫度，發(fā)熱器3-4為獨(dú)立的石墨發(fā)熱體。反應(yīng)氣體在混氣與預(yù)熱裝置3內(nèi)進(jìn)行短時間的混合、預(yù)熱后，接著快速進(jìn)入相鄰的位于其上方的深度混氣與出氣裝置4，反應(yīng)氣體由深度混氣與出氣裝置4中的導(dǎo)氣孔4-4被分散引入六個平均分布的導(dǎo)氣槽4-2，在導(dǎo)氣槽4-2內(nèi)反應(yīng)氣體進(jìn)一步混合、分散，然后經(jīng)過多孔石墨襯板5-2滲透入放置在封閉滲積室5內(nèi)的復(fù)合材料預(yù)制體5-4，進(jìn)行化學(xué)氣相滲積?；鞖馀c預(yù)熱裝置3中的多孔石墨板3-3用于混氣與通氣，板厚為20mm，共放置四層，用于定位的石墨定位環(huán)3-1的高度為32mm，多孔石墨板3-3上的氣孔3-2為Φ11mm；深度混氣和出氣裝置4中通氣孔4-3的為Φ10mm。導(dǎo)氣槽4-2的寬度為10mm,高度為10mm，氣流槽4-5上板的厚度為20mm。(6)爐壓的控制：封閉滲積室5的反應(yīng)氣體或廢氣經(jīng)頂部石墨蓋6-2上的出氣孔6-13通過真空排氣裝置2-4排出，爐壓通過爐壓控制裝置2來進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，以第二絕壓計2-2的壓力為工藝控制壓力。(7)停爐：化學(xué)氣相滲積達(dá)到預(yù)定時間后，停止通入反應(yīng)氣體，停止抽真空，并停止通電加熱，待化學(xué)氣相沉積爐冷至100℃以下時出爐。根據(jù)本發(fā)明，可使構(gòu)件獲得均一的熱解炭結(jié)構(gòu)，提高反應(yīng)氣體的利用率和致密速率，下面通過實施例1作進(jìn)一步說明。實施例1：(1)裝爐：將20件復(fù)合材料預(yù)制體(規(guī)格為200mm×200mm×16mm)5-4水平裝入化學(xué)氣相沉積爐6內(nèi)的多孔石墨襯板5-2上，將環(huán)形石墨筒5-1放置在疊放在多孔石墨襯板5-2上，蓋石墨蓋板5-6于環(huán)形石墨筒5-1上，形成封閉滲積室5；多孔石墨襯板的厚度為30mm，大導(dǎo)氣孔5-5為260mm，小導(dǎo)氣孔5-3為13mm。石墨蓋板5-6的厚度為40mm，環(huán)形石墨筒的高度為300mm、厚度為30mm。(2)抽真空并檢查泄漏情況：對化學(xué)氣相沉積爐6進(jìn)行抽真空，抽真空至第二絕壓計2-2的壓力為500Pa，停止抽真空，檢查化學(xué)氣相沉積爐6的壓力無明顯變化；(3)通電升溫加熱：通電升溫加熱至1050℃，并同時抽真空至第二絕壓計壓力2-2為1KPa，待控溫傳感器6-14達(dá)到并穩(wěn)定在1050℃，其它兩支監(jiān)測傳感器6-15的溫度分別為1048℃、1048℃穩(wěn)定。(4)通入反應(yīng)氣體(天然氣與丙烷)：第一路氣體1-9、第二路氣體分別通入天然氣與丙烷，天然氣流量為10L/min,天然氣/丙烷的體積比為10：1，天然氣與丙烷的流量分別通過氣體供應(yīng)裝置1中的第一控制閥1-1、第一流量計1-2及第二控制閥、第二流量計進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，以獲得所需的流量。(5)反應(yīng)氣體的混合與預(yù)熱：天然氣與丙烷由爐底進(jìn)氣口6-11流入混氣與預(yù)熱裝置3中進(jìn)行混合、加熱，兩者混合氣的預(yù)熱溫度由配置在混氣與預(yù)熱裝置內(nèi)監(jiān)測溫度的預(yù)熱測溫傳感器3-5和電功率可調(diào)節(jié)的發(fā)熱器3-4共同調(diào)節(jié)控制，接著兩者混合氣由氣孔3-2快速流入相鄰的深度混氣與出氣裝置4進(jìn)一步混合、分散，然后經(jīng)過多孔石墨襯板5-2滲透入放置在封閉滲積室5內(nèi)的復(fù)合材料預(yù)制體5-4，進(jìn)行化學(xué)氣相滲積?；鞖馀c預(yù)熱裝置3中的多孔石墨板3-3用于混氣與通氣，板厚為20mm，共放置四層，用于定位的石墨定位環(huán)3-1的高度為32mm，多孔石墨板3-3上的氣孔3-2為Φ11mm；深度混氣和出氣裝置4中通氣孔4-3的為Φ10mm。導(dǎo)氣槽4-2的寬度為10mm,高度為10mm，氣流槽4-5上板的厚度為20mm。(6)爐壓的控制：封閉滲積室的反應(yīng)氣體或廢氣經(jīng)頂部石墨蓋6-2上的出氣孔6-13通過真空排氣裝置2-4排出，爐壓通過爐壓控制裝置3來進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，絕壓計2(2-2)的壓力控制為2.5KPa。(7)停爐：化學(xué)氣相滲積285h后，停止通入天然氣、丙烷，停止抽真空，并停止通電加熱，待化學(xué)氣相沉積爐冷至90℃時出爐。按實施例1，最終獲得的結(jié)構(gòu)均勻的粗糙層熱解炭，平均密度達(dá)到了1.63g/cm3～1.70g/cm3。