[發明專利]裝料裝置以及用于使可堆疊的截頭圓錐形多孔預制體致密化的設備

有效

• 申請號: 201380035749.3
• 申請日: 2013-07-03
• 公開（公告）號: CN104428443B
• 公開（公告）日: 2016-08-31
• 發明（設計）人: S·古雅爾;S·貝特朗;A·德爾康;F·博韋
• 申請（專利權）人: 赫拉克勒斯公司
• 主分類號: C23C16/04
• 分類號: C23C16/04;C23C16/458;C23C16/46;C04B35/00
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;王錦陽

技術領域

本發明涉及特別是在用熱結構復合材料制造部件時使用的化學氣相滲透技術。本發明更具體地涉及沉積基質材料，以便使截頭圓錐形多孔預制體致密化，例如在制造火箭發動機的分流部分或用于航空發動機后燃裝置的部件時使用的纖維預制體。

背景技術

為了用復合材料制造部件，特別是由熱結構復合材料制成的部件(熱結構復合材料由難熔基質(例如，由碳和/或陶瓷制成)致密化的難熔纖維預制體(例如，由碳纖維或陶瓷纖維制成)構成)，通常的做法是使用化學氣相滲透方法。這些部件的實例為由碳-碳(C-C)復合材料制成的推進器噴管、由C-C復合材料制成的剎車片(特別是飛機剎車片)，以及陶瓷基復合材料(CMC)蝸輪葉片。

通過化學氣相滲透使多孔預制體致密化包括通過支撐工具將基底放置在滲透設備的反應室中，并且將試劑氣體引入到反應室中，這種氣體具有作為用于沉積在預制體內的材料的前體的一種或多種成分以便使其致密化。滲透條件，特別是試劑氣體的成分和流速，以及反應室內的溫度和壓力，被選定為能夠允許氣體在預制體的可進入的內孔中擴散，使得通過氣體成分分解或者氣體的多種成分之間的反應而在內孔中沉積所需的材料。試劑氣體通常通過通過位于反應室中并且試劑氣體入口通往其中的預熱區來進行預熱。這種方法與自由流動化學氣相滲透法對應。

在用于化學氣相滲透的工業生產設備中，通常的做法是在反應室中裝載多個有待同時致密化的預制體，以便增加致密化工藝的生產率，并從而增加反應室的單位負載。

通過化學氣相滲透而用于致密化多孔環形基質的方法及設備特別詳見于文獻US?7?182?980和US?5?904?957。然而，這些方法主要依賴于致密化堆放放置的環形形狀的基質，并且就裝載的優化而言，它們不適用于致密化截頭圓錐形及較大尺寸的預制體。如文獻US?7?182?980和US?5?904?957所述，必須在反應室中的每個截頭圓錐形預制體之間留下大量空間以便使得滲透氣體能夠供給到預制體的每個部分，以用于以令人滿意的方式致密化，從而顯著減小每個滲透設備的裝載能力并且增大制造部件的成本。因此，以工業生產規模生產截頭圓錐形且具有較大尺寸的部件需要建造并使用大量滲透設備，從經濟的角度看這是極為不利的。

發明內容

因此，本發明的目的是提供一種裝載方案，該裝載方案能夠以較大的裝載能力使截頭圓錐形的多孔預制體以及特別是較大尺寸和較小厚度的預制體致密化，并且在進行所述致密化的同時使基底內的致密化變化率最小化。

此目的通過一種裝載裝置來實現，所述裝載裝置包括：

·支撐托盤；

·第一堆疊件，其包括放置在所述支撐托盤上的多個底環，每個底環具有在每個環的外周圍與內周圍之間延伸的多個注入孔；

·第二堆疊件，其包括多個頂環，每個頂環具有在每個環的外周圍與內周圍之間延伸的多個排出孔；

·第一無孔壁，其具有與用于致密化的所述多孔預制體的形狀和尺寸相同的形狀和尺寸，所述第一無孔壁在所述第一堆疊件的底環內側設置在所述支撐托盤上并且在所述支撐托盤與位于所述第二堆疊件的基部上的所述頂環之間延伸；以及

·第二無孔壁，其具有與用于致密化的所述多孔預制體的形狀和尺寸相同的形狀和尺寸，所述第二無孔壁在位于所述第一堆疊件頂部的底環與位于所述第二堆疊件頂部的頂環之間延伸。

因此，本發明的裝載裝置使得能夠使多孔的截頭圓錐形預制體致密化，并同時提高獲得的部件的質量和均勻度并且還改善反應室的裝載容積的使用。

第一堆疊件的每個底環形成用于致密化的第一截頭圓錐形多孔預制體的基部的支撐部。通過以這種方式將多孔預制體裝載到裝載裝置中，能夠使預制體以最佳方式彼此接合，同時在它們之間留下空間用于使試劑氣體流在每個預制體的任一側上通過。

此外，由于這些空間的每一個都經由各自的底環以獨立方式被供給試劑氣體，所以能夠將等量的試劑氣體輸送到這些空間的每一個中并且獲得均勻致密化的預制體。

本發明的裝載裝置還使得能夠在單次操作中在致密化設備或烤爐的反應室中裝載所有用于致密化的預制體。因此顯著減少了設備處于未使用狀態的時間長度，并且顯著提高了設備的生產率。

在本發明的裝載裝置的第一方面中，所述裝置進一步包括桅桿，所述桅桿設置在所述支撐托盤中央并且支撐包括頂環的所述第二堆疊件。

在本發明的裝載裝置的第二方面，所述裝置進一步包括位于所述頂環上的蓋子，所述頂環位于所述第二堆疊件的頂部。