碳化硅反應器采用微反應器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的反應器進行化學反應的工藝技術(shù),微反應器包括微換熱器、微混合器以及微控制器,也稱為微通道反應器,它是一種利用微加工技術(shù)和精密加工技術(shù)制造的具有微結(jié)構(gòu)的管道式微型反應器,替代宏觀的玻璃器皿如燒瓶、試管等及其它傳統(tǒng)間歇式反應器。
反應器中關(guān)鍵的部分是一系列有序的三維結(jié)構(gòu)的微通道,其反應體積從幾nL到幾μL,長度通常在幾厘米左右,有利于實現(xiàn)反應物在微通道內(nèi)快速連續(xù)流動。反應器的微通道形貌、尺寸直接影響化學反應過程,所以陶瓷基微通道反應器中微通道的成型是核心,通道的密封是關(guān)鍵,陶瓷材料主要成分不同,其力學、化學、熱特性差異較大,應采用不同的加工技術(shù)。
反應器是一種化學氣相沉積碳化硅纖維的反應器,由上下封頭和反應室三部分組成,其特征在于:在上下封頭中分別增設(shè)2~6孔的多孔毛細管,相互同心呈直線關(guān)系,并與反應室軸線呈對稱分布,可在原有的化學氣相沉積反應條件不變情況下,同時沉積兩根以上碳化硅纖維,從而大大提高生產(chǎn)效率。
反應器芯片為無壓燒結(jié)碳化硅材質(zhì),具有*的耐化學腐蝕性和導熱率,可處理包括氫氟酸、KOH等強腐蝕性物質(zhì),其高導熱率決定了其具有換熱效率,改善了反應過程的傳熱條件,加快了反應效率,反應器外部支架為不銹鋼材質(zhì),帶有特制隔熱保溫層,可有利于節(jié)能降耗以及更準確的控溫。
反應器芯片原材料為亞微米級高純碳化硅,采用無壓燒結(jié)工藝經(jīng)2150度燒制,并經(jīng)精密加工而成;單組反應器單元為多片式結(jié)構(gòu),采用技術(shù)高溫鍵合成一個整體,芯片自身帶有溫度探頭,可靈活監(jiān)控反應溫度,滿足了媒介的快速流動,不會產(chǎn)生明顯壓降,又可保證媒介與芯片本體充分接觸,有利于精準控溫。