[發明專利]連接陶瓷泡沫同時維持粘結表面上的結構和物理特性的方法和配方

有效

• 申請號: 201510968329.1
• 申請日: 2015-12-22
• 公開（公告）號: CN105732069B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: T·H·克魯克斯;M·S·穆恩齊
• 申請（專利權）人: 波音公司
• 主分類號: C04B37/00
• 分類號: C04B37/00;C09J101/02
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民;尚曉芹

本發明涉及連接陶瓷泡沫同時維持粘結表面上的結構和物理特性的方法和配方。陶瓷粘結材料包括至少一種纖維材料、助熔劑和增稠劑，其中陶瓷粘結材料在設定溫度下被煅燒以粘結兩個鄰近的基底面。

技術領域

本發明涉及連接陶瓷泡沫同時維持粘結表面上的結構和物理特性的方法和配方。

背景技術

本發明一般地涉及同時使用粘結組合物的粘結陶瓷泡沫材料，該粘結組合物包含一種或多種纖維材料、粘結助熔劑和增稠劑以形成良好粘結的界面。

在該部分中的陳述僅提供了與本公開內容相關的背景信息并且可以不構成現有技術。

陶瓷泡沫材料的優越的機械性質和在高溫下的穩定性是眾所周知的，并且已經在許多領域中——包括在航空領域中——被廣泛地用作高溫結構材料。由于制造約束和/或不同的三維表面，難以由單片陶瓷材料制造大的陶瓷泡沫結構。因此，大的陶瓷泡沫結構通常由多個彼此粘結的陶瓷塊或片構成。

將兩個或更多個陶瓷塊粘結在一起以形成單個結構存在挑戰。傳統的連接或粘結技術比如機械連結、擴散粘結和釬焊被用于陶瓷與陶瓷連結。然而，每個這些已知的技術都有缺點。

將兩個或多個陶瓷泡沫片粘結在一起的另一種方法是使用起永久粘合劑作用的粘結材料。在當前實踐下，當使用粘結材料時，將粘結至鄰近陶瓷面的每個陶瓷面密封，以便形成牢固的粘結表面。然而，將陶瓷面粘結表面密封抑制空氣流動通過陶瓷泡沫材料，并因此抑制陶瓷泡沫結構的加熱或冷卻。此外，粘結材料可以是連續的材料并且從而充當鄰近的陶瓷片之間的密封。

雖然粘結多孔陶瓷構件的已知方法已經存在有限的成功，但是仍然存在挑戰。因此，存在對于能夠粘結至陶瓷泡沫物品而不嚴重地影響材料的孔隙率和空氣流動特性的改進的粘結組合物和粘結方法的需要。

發明內容

本發明一般涉及同時使用組合物的粘結陶瓷泡沫材料，該組合物包含一種或多種纖維材料、粘結助熔劑和增粘劑以建立良好粘結的界面，并在粘結的界面區域處維持材料性質和基線母體材料的特性。纖維材料在CTE特性方面類似于陶瓷泡沫，并且可以是相同的材料。

公開的實施方式提供了方法和組合物，這些方法和組合物對于將陶瓷泡沫基底粘結在一起以形成較大的泡沫結構，同時在位于單個泡沫片之間的粘結界面處維持一致的材料性質尤其有用。

在一個方面，本發明包括包含纖維材料、助熔劑和增粘劑的粘結材料，其中纖維材料具有與被粘結材料粘結的至少一個基底構件的CTE基本上相似的CTE。

本發明的另一方面是粘結材料，所述粘結材料包含大約50wt％到大約90wt％的短切硼硅酸鋁纖維——其具有從大約1/16英寸至大約1/2英寸的平均長度、小于大約0.01wt％到大約5wt％的偏硼酸鋰、和大于大約0wt％到大約10wt％的甲基纖維素的水性混合物，其中硼硅酸鋁具有與被粘結材料粘結的至少一個基底的CTE基本上相似的CTE。

本發明的仍另一方面是復合材料結構，該復合材料結構包含具有粘結表面的第一基底、具有粘結表面的第二基底、和位于第一基底粘結表面和第二基底粘結表面之間的間隙處的粘結材料，第一和第二基底具有不同的熱膨脹系數(CTE)，粘結材料將第一基底粘結至第二基底，粘結材料包括纖維材料、助熔劑和增稠劑的固化的混合物，其中纖維材料具有位于第一基底的CTE和第二基底的CTE之間的CTE。

本發明的又另一方面是復合材料結構，該復合材料結構包含具有粘結表面的第一陶瓷泡沫基底、具有粘結表面的第二陶瓷泡沫基底、和位于第一基底粘結表面和第二基底粘結表面之間的粘結材料，第一基底和第二基底具有基本上相同的CTE，粘結材料將第一基底粘結至第二基底，粘結材料包括纖維材料、助熔劑和增稠劑的固化的混合物，其中纖維材料具有與第一和第二陶瓷泡沫基底的CTE基本上相似的CTE。

附圖說明