新型碳化硅瓷舟

技术领域

本发明涉及反应器皿装置设计领域，具体涉及一种新型碳化硅瓷舟。

背景技术

瓷舟，又名燃烧舟，是一种广泛应用于化学化工实验领域的器皿。目前，市面上所用的瓷舟的材质多为二氧化硅质，氧化铝质，钛酸铝质等。使用时，将反应物置于瓷舟内，再放入气氛管式炉等加热设备中，进行高温烧结合成纳米材料。在实验中，反应物的均匀受热程度影响着反应的结果，提高瓷舟材质的受热性和导热性，是需要解决的一个问题。

上述市面上常用的瓷舟多为无盖设计，存在如下技术问题：在流通的气氛中，瓷舟中的样品易随着气流而散落到瓷舟外，污染管式炉管道和相邻其他瓷舟，也影响反应的产率。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种有着优异的耐热性、耐腐蚀性和导热性以及良好的机械强度的新型碳化硅瓷舟。本发明通过设置带致密多孔的碳化硅顶盖，实现气体可以通过孔隙进入到瓷舟主体内部，得益于碳化硅材料低的压力降，使得瓷舟主体内反应气体能与样品充分接触，提高反应效率；同时有盖的设计可以防止固体样品随着气流而发生流失，防止样品散落到瓷舟外，造成对管式炉及其他样品的污染，进一步减少样品的损失，提高产物的收率。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

新型碳化硅瓷舟，包括底面以及围设在底面周围的侧壁，所述底面和侧壁围成一个具有开口的腔体，其特征在于：所述侧壁是相对设置的两弧形侧壁，两弧形侧壁的两端分别设置有端面，两弧形侧壁和两端面以及底面共同围合成所述腔体；所述的开口上方设置有多孔碳化硅顶盖，所述多孔碳化硅顶盖两侧侧沿的下端向内弯折形成卡槽，两所述弧形侧壁上沿向外弯折形成卡勾，所述卡槽与所述卡勾相配合用以连接多孔碳化硅顶盖和弧形侧壁。

进一步的，所述多孔碳化硅顶盖的侧沿沿长度方向间隔开有泄压毫米孔，当瓷舟内部压力小于外部压力时，多孔碳化硅顶盖依靠自身质量盖住瓷舟；当瓷舟内部压力大于外部压力时，多孔碳化硅顶盖被顶起，使气体通过所述泄压毫米孔实现释压。

进一步的，所述底面、弧形侧壁和端面均由多孔碳化硅材质制备。

进一步的，所述底面设计成平面，用以保持舟体放置的稳定性。

进一步的，所述多孔碳化硅顶盖可通过烧结时加入添加剂来控制孔径大小以满足不同的样品需要。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

1、瓷舟整体采用碳化硅材质，由于碳化硅具有耐高温、耐腐蚀、抗热冲击耐磨损以及导热好的特点，所以碳化硅瓷舟为舟内反应物提供了更优的加热条件，有利于提高收率和产品质量；

2、本发明通过设置微米或纳米多孔碳化硅顶盖，气体可以通过微米或纳米孔隙进出瓷舟内部，得益于碳化硅材料低的压力降，使得瓷舟主体内反应气体能与样品充分接触，提高反应效率；瓷舟内的固体样品则不会散逸到瓷舟外，进而提高产物的收率的目的。

3、本发明的底面、弧形侧壁以及端面均为碳化硅材质制备，由于其化学性能稳定、热膨胀系数小、耐磨性能好且导热系数高，具有使用温度高、传热快、受热均匀的特点，使其在反应过程中为反应物提供了更好的加热条件，提高产物质量。

4、本发明底面为平面，两侧壁为弧形设计，这样的设计能在保持舟体放置稳定性的同时增大瓷舟容积。

附图说明

图1是本发明瓷舟横截面的结构示意图；

图2是本发明瓷舟的整体结构示意图。

附图标记说明：1：多孔碳化硅顶盖，2：卡槽，3：卡勾，4：弧形侧壁，5：端面，6：泄压毫米孔，7：底面。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合示例性实施例来详细说明本发明。

本发明的新型碳化硅瓷舟，包括底面7以及围设在底面周围的侧壁，所述底面7和侧壁围成一个具有开口的腔体，所述侧壁是相对设置的两弧形侧壁4，两弧形侧壁4的两端分别设置有端面5，两弧形侧壁4和两端面5以及底面7共同围合成所述腔体；所述的开口上方设置有多孔碳化硅顶盖1，所述多孔碳化硅顶盖1两侧侧沿的下端向内弯折形成卡槽2，两所述弧形侧壁4上沿向外弯折形成卡勾3，所述卡槽2与所述卡勾3相配合用以连接多孔碳化硅顶盖1和弧形侧壁4。

具体的，本发明通过设置微米或纳米多孔碳化硅顶盖1，气体可以通过微米或纳米孔隙进出瓷舟内部，得益于碳化硅材料低的压力降，使得瓷舟主体内反应气体能与样品充分接触，提高反应效率；瓷舟内的固体样品则不会散逸到瓷舟外，进而提高产物的收率的目的。

在一种实施例中，所述多孔碳化硅顶盖1的侧沿沿长度方向间隔开有泄压毫米孔6，当瓷舟内部压力小于外部压力时，多孔碳化硅顶盖1依靠自身质量盖住瓷舟；当瓷舟内部压力大于外部压力时，多孔碳化硅顶盖1被顶起，使气体通过所述泄压毫米孔实现释压。

在一种实施例中，所述底面7、弧形侧壁4以及端面5均由多孔碳化硅材质制备。

具体的，所述底面7、弧形侧壁4以及端面5均采用碳化硅制成，具有化学性能稳定、热膨胀系数小、耐磨性能好且传热快，受热均匀的特点。碳化硅材质采用固相烧结法制备，即在一定的气氛保护下，将预处理的碳化硅粉末，置于不超过其熔点的预设温度中保温一段时间，烧结过程中，粉末颗粒间相互接触，由物理结合向化学结合转变，并形成多孔性。

在一种实施例中，所述底面7设计成平面，用以保持舟体放置的稳定性。

在一种实施例中，所述多孔碳化硅顶盖1可通过烧结时加入添加剂来控制孔径大小以满足不同的样品需要。

具体的，多孔碳化硅顶盖1可以针对不同的样品需要设计成不同的孔径，丰富了产品的类型。

本发明的底面7与弧形侧壁4和端面5通过开模一体烧结而成。底面为平面，两侧壁为弧形设计，这样的设计能在保持舟体放置稳定性的同时增大瓷舟容积。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。