УСТАНОВКА ДЛЯ УПЛОТНЕНИЯ ПОРИСТОГО МАТЕРИАЛА

1. Способ изготовления индукционной нагревательной катушки, включающий механическую обработку или фрезерование металлической пластины, имеющей обращенные в противоположных направлениях первую и вторую стороны, для изготовления спиральной металлической индукционной нагревательной катушки, имеющей обращенные в противоположных направлениях первую и вторую стороны.
2. Способ по п.1, в котором металлическая пластина представляет собой медную пластину.
3. Способ по п.1 или 2, в котором механическая обработка или фрезерование включает управляемую компьютерным устройством механическую обработку или фрезерование, соответственно.
4. Способ по п.1, дополнительно включающий крепление металлической трубки для охлаждающей воды к одной из сторон конструкции спиральной металлической нагревательной катушки таким образом, что указанная металлическая трубка повторяет конструкцию спиральной металлической нагревательной катушки.
5. Способ по п.4, в котором крепление металлической трубки для охлаждающей воды включает припаивание твердым припоем металлической трубки для охлаждающей воды к конструкции спиральной металлической нагревательной катушки.
6. Способ по п.4, в котором металлическая трубка для охлаждающей воды имеет прямоугольное сечение.
7. Конструкция для индукционного нагрева, включающая:
опорную раму;
по меньшей мере одну пару спиральных индукционных нагревательных катушек, закрепленных на опорной раме и по существу параллельно установленных относительно друг друга; при этом указанные индукционные нагревательные катушки в паре расположены на определенном, разделяющем катушки расстоянии друг от друга; и
источник электропитания, электрически присоединенный к паре индукционных нагревательных катушек;
в которой каждая спиральная индукционная нагревательная катушка изготовлена из плоской металлической пластины, подвергнутой механической обработке или фрезерованию, причем спиральная форма спиральной индукционной нагревательной катушки получена посредством указанной механической обработки или фрезерования.
8. Конструкция по п.7, в которой каждая спиральная индукционная нагревательная катушка, составляющая по меньшей мере одну пару спиральных индукционных нагревательных катушек, снабжена трубкой для охлаждающей воды, расположенной в спиральном направлении вдоль спиральной формы спиральной индукционной нагревательной катушки.
9. Конструкция по п.8, в которой каждая трубка для охлаждающей воды припаяна твердым припоем к соответствующей спиральной индукционной нагревательной катушке.
10. Конструкция по любому из пп.7-9, в которой между соседними витками каждой индукционной нагревательной катушки имеется зазор, приблизительно составляющий не более 0,75 дюйма (19,05 мм).
11. Конструкция по любому из пп.7-9, в которой внешний диаметр каждой индукционной нагревательной катушки составляет приблизительно 25 дюймов (635 мм).
12. Конструкция по любому из пп.7-9, в которой внутренний диаметр каждой индукционной нагревательной катушки составляет приблизительно 3 дюйма (76,2 мм).
13. Конструкция по любому из пп.7-9, в которой опорная рама изготовлена из материала стекла G-10.
14. Конструкция по любому из пп.7-9, в которой каждая индукционная нагревательная катушка снабжена одной или более головкой болта, представляющей собой средства крепления индукционной нагревательной катушки к опорной раме.
15. Конструкция по п.14 и средства крепления индукционной нагревательной катушки выполнены с возможностью регулирования для регулировки расстояния между катушками в по меньшей мере одной паре индукционных нагревательных катушек.
16. Конструкция по любому из пп.7-9, в которой опорная рама снабжена одной или более опорами для удержания изделия, нагреваемого при помощи по меньшей мере одной пары индукционных нагревательных катушек, между соответствующими индукционными нагревательными катушками, находящимися на периферии изделия.
17. Способ уплотнения пористого изделия в устройстве индукционного нагрева, включающий:
крепление одного или более пористого изделия в одной или более соответствующих конструкций для индукционного нагрева; при этом каждая конструкция для индукционного нагрева включает:
опорную раму;
по меньшей мере одну пару спиральных индукционных нагревательных катушек, закрепленных на опорной раме и в целом параллельно установленных относительно друг друга; при этом указанные индукционные нагревательные катушки в паре расположены на определенном, разделяющем катушки расстоянии друг от друга; и
источник электропитания, электрически присоединенный к паре индукционных нагревательных катушек;
в которой каждая спиральная индукционная нагревательная катушка изготовлена из плоской металлической пластины, подвергнутой механической обработке или фрезерованию, причем спиральная форма спиральной индукционной нагревательной катушки получена посредством указанной механической обработки или фрезерования;
погружение конструкции для индукционного нагрева, в которой установлено пористое изделие, находящейся в реакционной камере, в жидкостный предшественник уплотнения таким образом, что жидкостный предшественник заполняет поры пористого изделия;
подачу электрического напряжения по меньшей мере на одну пару спиральных индукционных нагревательных катушек для обеспечения индукционного нагрева пористого изделия до температуры, вызывающей пиролиз жидкостного предшественника, с образованием продукта пиролитического разложения, который осаждается внутри пор пористого изделия, что приводит к снижению пористости пористого изделия.
3
18. Способ по п.17, в котором начальная объемная плотность пористого изделия перед проведением уплотнения составляет приблизительно от 0,2 до 0,5 г/см.
3
3
19. Способ по п.17, в котором конечная объемная плотность пористого изделия после проведения уплотнения составляет приблизительно от 1,50 до 1,90 г/см±0,04 г/см.
20. Способ по любому из пп.17-19, дополнительно включающий вращение пористого изделия относительно оси, перпендикулярной по меньшей мере одной паре спиральных индукционных нагревательных катушек.
21. Способ по любому из пп.17-19, в котором жидкостный предшественник выбран из группы, состоящей из: циклопентана, циклогексена, 1-гексена, бензина, толуола, метилциклогексана, н-гексана, керосина, гидродесульфированного керосина и бензола, а также их комбинаций.
22. Способ по любому из пп.17-19, в котором пористое изделие подвергают индукционному нагреву до температуры, составляющей приблизительно от 900 до 1500°С.
23. Способ по любому из пп.17-19, в котором пористое изделие имеет по существу круглую форму и его диаметр не превышает диаметра пары индукционных нагревательных катушек.
24. Способ по любому из пп.17-19, который включает использование множества конструкций для нагрева.
25. Способ по любому из пп.17-19, в котором источники электропитания множества конструкций для нагрева присоединены к общей электрической шине.
26. Способ по любому из пп.17-19, дополнительно включающий тепловую обработку, производимую после проведения целевого уплотнения, причем тепловая обработка включает:
полное извлечение жидкостного предшественника из реакционной камеры;
5
5
нагревание уплотненного пористого изделия до температуры, составляющей приблизительно от 1600 до 2400°С, при поддержании давления, составляющего приблизительно от 760 до 780 мм рт.ст. (что составляет от приблизительно 1,01·10 до приблизительно 1,04·10 Па); и
постепенное снижение применяемой температуры нагревания до нуля по окончании тепловой обработки.
27. Способ по любому из пп.17-19, включающий:
установку начальных значений частоты и мощности, подаваемых на индукционные катушки, при которых начальная частота и мощность эффективны для создания такого количества тепла в области геометрического центра пористого изделия, которое достаточно для осуществления пиролиза паров жидкостного предшественника, предпочтительно в порах, находящихся в области геометрического центра заготовки,
подачу на индукционную катушку электропитания с начальной частотой, достаточной для проведения уплотнения области геометрического центра заготовки, до проведения существенного уплотнения других внутренних областей и внешней поверхности пористого изделия,
после проведения уплотнения области геометрического центра пористого изделия подачу на индукционные катушки электропитания с одним или более установленными значениями частоты, при которых уровень напряжения и частота эффективны для такого нагревания внутренней части пористого изделия, при котором происходит пиролиз паров жидкостного предшественника и предпочтительное осаждение продукта пиролиза в порах, находящихся вблизи области геометрического центра заготовки,
регулирование уровня энергии, подаваемой на индукционные катушки, по одному или более установленным значениям частоты, таким образом, чтобы уровень напряжения и частота были эффективны для проведения последовательного уплотнения внутренних областей заготовки в радиальном направлении от области геометрического центра заготовки к наружным участкам заготовки, и
постепенное снижение значения мощности до нуля по окончании уплотнения.