[發明專利]通過化學氣相滲透制作的陶瓷基質復合物及其制造方法

有效

• 申請號: 201480051694.X
• 申請日: 2014-08-28
• 公開（公告）號: CN105531243B
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: K.L.盧斯拉;G.S.科曼;B.N.拉馬穆蒂
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: C04B35/80
• 分類號: C04B35/80;C04B41/45;C04B35/00;C04B38/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 劉林華,譚祐祥

相關申請的交叉引用

本申請請求享有2013年9月20日提交的Luthra等人的題為"Ceramic Matrix Composites Made by Chemical Vapor Infiltration and Methods of Manufacture Thereof"的美國臨時專利申請序列第61/880,352號的優先權；該申請的公開內容通過引用并入本文中。

技術領域

本公開內容涉及由化學氣相滲透(Chemical Vapor Infiltration)制作的陶瓷基質復合物、制作陶瓷基質復合物的方法，以及用于熱氣體通路中的陶瓷基質復合物渦輪構件。

背景技術

CVI復合物的一個關鍵局限性在于基質可包含顯著的孔隙度。孔隙度隨厚度增大，且可顯著地影響平面中和層間兩者的性質。因此，所需的是在制造用于生產諸如用于熱氣體通路中的渦輪構件的物件的陶瓷基質復合物中的改善方法和技術。

本公開內容的方法、陶瓷基質復合物、陶瓷基質復合物渦輪構件和技術針對克服本領域中的這些及其它缺陷。

發明內容

本發明的方面和優點將在以下描述中部分地闡明，或可從描述中清楚，或可通過實施本發明理解到。

本公開內容尤其涉及通過化學氣相滲透制作的陶瓷基質復合物、制作陶瓷基質復合物的方法，以及用于熱氣體通路中的陶瓷基質復合物渦輪構件。

在一方面，本公開內容提供了一種制造陶瓷基質復合物的方法。在一個實施例中，該方法包括以下步驟：(i)在期望形狀的陶瓷基質復合物預形件中形成多個孔；以及(ii)通過化學氣相滲透過程使預形件致密化來形成基質的一部分或大部分。

在另一方面，本公開內容提供了一種根據本文所述的前述陶瓷基質復合物制造方法制作的用于熱燃燒氣體中的陶瓷基質復合物。

在又一方面，本公開內容提供了一種用于熱氣體通路中的陶瓷基質復合物渦輪構件，其包括由根據本文所述的前述陶瓷基質復合物制造方法制作的陶瓷基質復合物。

如本文所述，本公開內容的方法、陶瓷基質復合物、陶瓷基質復合物渦輪構件和技術尤其通過在CVI之前在預形件中產生貫穿厚度的孔而有效解決了與制造陶瓷基質復合物中CVI的使用相關聯的孔隙度的問題。在本公開內容的方法的各種實施例中，孔可通過機加工或通過使用在燒盡時留下孔的聚合物纖維來產生。在各種實施例中，孔直徑遠大于預形件中的孔隙直徑，這允許了氣體在CVI期間穿透預形件的整個厚度。

在一個非限制性實例中，本公開內容的方法可涉及優選以單軸帶層合或以織物層合來制作預形件。孔然后可在粘合劑燒盡之前或之后鉆取。此外，在一些實施例中，孔可為漸縮的，其中在預形件的面上直徑較大。CVI過程然后可用于填充預形件孔隙和形成在預形件中的孔兩者。填充孔隙將提高層間性質和氧化壽命。在各種實施例中，存在于大孔中的SiC可進一步改善層間性質。在一些情況中，可能期望以BN預先涂布孔的內表面。性質可通過僅在需要致密復合物的區域中提供孔來定制。

本發明的這些及其它特征、方面和優點將參照以下描述和所附權利要求變得更好理解。并入本說明書且構成本說明書的一部分的附圖示出了本發明的實施例，且連同描述用于闡釋本發明的原理。

附圖說明

看作是本發明的主題在說明書的結束部分中具體指出且明確提出。然而，本發明可連同附圖參照以下詳細來最佳地理解，在附圖中：

圖1A為根據本公開內容的預形件的一個實施例的圖示；

圖1B示出了圖1A中所示的實施例的截面視圖；

圖2A為延伸穿過預形件中的板層的示例性孔的圖示；

圖2B為示出在預形件中使用孔對致密化的影響的圖表；

圖3為將本公開內容的實施例的預形件孔間距(mm)和孔直徑(mm)與美國專利第5,405,560號和美國專利第8,216,641號中描述的那些相比較的圖表；以及

圖4為將本公開內容的實施例的預形件孔密度(孔數/cm²)和面積分數(%)與美國專利第5,405,560號和美國專利第8,216,641號中所述的那些相比較的圖表。

本說明書和附圖中的參考標號的重復使用旨在表示本發明的相同或相似的特征或元件。

具體實施方式