СПОСОБ УПЛОТНЕНИЯ ПОРИСТЫХ ИЗДЕЛИЙ

1. Способ уплотнения пористого субстрата, включающий:
погружение пористого субстрата, находящегося в реакционной камере, в жидкое исходное вещество таким образом, что жидкое исходное вещество заполняет поры пористого субстрата; и
индуктивный нагрев погруженного пористого субстрата до температуры, достаточной для пиролиза жидкого исходного вещества, с образованием продукта разложения, который осаждается внутри пор субстрата, в результате чего происходит уплотнение пористого субстрата,
в котором степень химической чистоты жидкого исходного вещества регулируют таким образом, что она является ниже химически чистой, но достаточно химически чистой для получения продукта разложения, обладающего желаемыми физическими характеристиками.
2. Способ по п.1, в котором жидкое исходное вещество включает углеводород.
3. Способ по п.1, в котором продукт разложения включает углерод.
4. Способ по п.2, в котором углеводород выбран из группы, состоящей из циклопентана, циклогексена, 1-гексена, газолина, толуола, метилциклогексана, н-гексана, керосина, гидродесульфированного керосина, бензола и комбинаций указанных веществ.
5. Способ по п.1, в котором степень химической чистоты жидкого исходного вещества регулируют таким образом, что она составляет приблизительно от 80 до 99,9%.
6. Способ по п.5, в котором в жидком исходном веществе присутствуют примеси, и при этом примеси включают одно или более из следующих веществ: циклопентадиен, гексан, метилциклопентан, бензол, циклогексен, гептан, метилциклогексан, толуол, этилбензол, фенилацетилен, стирол, нонан, инден, нафталин, метилнафталин, аценафталин и флуорен.
7. Способ по пп.1-6, в котором химическую чистоту жидкого исходного вещества регулируют при помощи операции перегонки, включенной в основное производство.
8. Способ по п.7, в котором химическую чистоту жидкого исходного вещества регулируют таким образом, что она находится в диапазоне приблизительно 95±5%.
9. Способ по п.7, в котором химическую чистоту жидкого исходного вещества регулируют таким образом, что она находится в диапазоне приблизительно 90±5%, при помощи смешивания химически чистого жидкого исходного вещества с состаренным жидким исходным веществом, содержащим одну или более примесей, соответствующих проведению одного или более циклов уплотнения.
10. Способ по п.1, в котором жидкое исходное вещество содержит органосилан.
11. Способ по п.10, в котором органосилан выбирают из группы, состоящей из метилтрихлорсилана, диметилдихлорсилана, метилдихлорсилана и трис-н-метиламиносилана.
12. Способ по п.10, в котором продукт разложения включает карбид кремния и нитрид кремния.
13. Способ по п.1, в котором жидкое исходное вещество представляет собой смесь органосилана и углеводорода.
14. Способ по п.12, в котором продукт разложения представляет собой углерод/карбид кремния или углерод/нитрид кремния.
15. Реактор для проведения уплотнения пористых заготовок с использованием матрицы жидкого исходного вещества, включающий:
реакционную камеру;
по меньшей мере одно нагревательное устройство, включающее катушки индуктивности, расположенное внутри реакционной камеры;
индикатор уровня жидкости для мониторинга расхода жидкого исходного вещества;
средства добавления жидкого исходного вещества в процессе осуществления уплотнения;
средства продувки реакционной камеры инертным газом;
систему извлечения паров, соединенную с реакционной камерой, конструкция и расположение которой позволяет осуществлять конденсацию паров исходного вещества в реакционной камере и возвращать сконденсированное исходное вещество в реакционный сосуд;
выпускную систему, соединяющую систему извлечения паров и средства для продувки с камерой термического окисления; и
5
5
средства нагнетания давления, предназначенные для поддержания в реакторе давления, составляющего приблизительно от 760 до 780 мм рт.ст. (приблизительно от 1,01·10 до 1,04·10 Па), при проведении операции уплотнения.
16. Способ по п.1, в котором индукционное нагревание погруженного пористого субстрата включает:
установку начальных значений частоты и мощности индукционного нагревания, при которых начальные значения частоты и мощности достаточны для создания эффективного количества тепла в области геометрического центра пористого субстрата, достаточного для осуществления пиролиза паров жидкого исходного вещества, предпочтительно в порах, находящихся в области геометрического центра пористого субстрата;
подачу начальной мощности при начальной частоте, требуемой для индукционного нагревания, достаточного для осуществления уплотнения области геометрического центра пористого субстрата без одновременного уплотнения других частей пористого субстрата;
после осуществления уплотнения области геометрического центра пористого субстрата, установление значений подаваемой мощности и частоты таким образом, который позволяет осуществлять последовательное уплотнение внутренних областей пористого субстрата в радиальном направлении от области геометрического центра пористого субстрата к наружных участкам пористого субстрата, и
линейное снижение значения мощности до нуля и окончание процесса уплотнения.
17. Способ по п.1, дополнительно включающий тепловую обработку, производимую после осуществления уплотнения, причем тепловая обработка включает:
полное извлечение жидкого исходного вещества из реакционной камеры;
продувку реакционной камеры инертным газом;
5
5
индукционное нагревание уплотненной пористого субстрата в атмосфере инертного газа при температуре, составляющей приблизительно от 1600 до 2400°С, при одновременном поддержании давления, составляющего приблизительно от 760 до 780 мм рт.ст. (приблизительно от 1,01·10 Па до 1,04·10 Па); и
линейное снижение индукционного нагревания до нуля для завершения тепловой обработки.