[發明專利]用于燃氣渦輪機的混合陶瓷基復合材料部件

在審

• 申請號: 201580078244.4
• 申請日: 2015-03-27
• 公開（公告）號: CN107771240A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 斯特凡·蘭彭舍夫;拉梅什·蘇布拉馬尼亞;杰伊·A·莫里森
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: F01D5/28
• 分類號: F01D5/28;B32B18/00;B33Y10/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 王艷江,嚴小艷

1.一種復合式部件(45)，包括：

多個層壓件(10)，所述多個層壓件(10)堆疊在彼此上以限定堆疊的層壓件結構(58)，所述多個層壓件(10)包括陶瓷基復合材料(22)和限定在所述陶瓷基復合材料(22)中的至少一個開口(24)；以及

金屬支承結構(56)，所述金屬支承結構(56)穿過每個開口(24)增材制造成延伸穿過堆疊的所述層壓件結構(58)。

2.根據權利要求1所述的部件(45)，其中，每個層壓件(10)與相鄰的層壓件(10)機械解耦以及熱解耦，使得至少一個層壓件(10)獨立于至少另一層壓件(10)將一定量的載荷或一定量的熱能傳遞至所述金屬支承結構(56)。

3.根據權利要求1所述的部件(45)，還包括沿著堆疊的所述層壓件結構(58)的至少徑向部分限定在所述金屬支承結構(56)與所述陶瓷基復合材料(22)之間的間隙(36)。

4.根據權利要求3所述的部件(45)，還包括設置在所述間隙(36)內的偏置構件(38)。

5.根據權利要求4所述的部件(45)，其中，所述偏置構件(38)在堆疊的所述層壓件結構(58)中設置在所述金屬支承構件(56)與每個層壓件(10)的所述陶瓷基復合材料(22)之間。

6.根據權利要求4和5中的任一項所述的部件(45)，其中，所述偏置構件(38)包括選自下述組的構件：所述組由指狀部(40)和具有格子結構(42)的金屬材料構成。

7.根據權利要求1至6中的任一項所述的部件(45)，其中，堆疊的所述層壓件結構(58)中的至少一個層壓件(10)相對于至少另一層壓件(10)在以下方面中的至少一個方面不同：形狀、尺寸、纖維取向、金屬組成、或陶瓷基復合材料組成。

8.根據權利要求1至7中的任一項所述的部件(45)，其中，所述部件(45)包括燃氣渦輪機的固定部件(46)。

9.根據權利要求1至8中的任一項所述的部件(45)，其中，所述部件(45)包括燃氣渦輪機的旋轉部件(49)。

10.根據權利要求1至9中的任一項所述的部件(45)，還包括位于堆疊的所述層壓件結構(58)的外周(50)上的易碎分級絕緣材料(64)。

11.根據權利要求1至10中的任一項所述的部件(45)，其中，所述金屬支承結構(56)的部分與所述層壓件(10)的部分重疊，使得所述層壓件(10)被所述金屬支承結構(56)夾持。

12.一種用于形成復合式部件(45)的過程，包括：

將多個層壓件(10)堆疊在彼此上以形成層壓式堆疊件(58)，所述多個層壓件(10)包括陶瓷基復合材料(22)和限定在所述陶瓷基復合材料(22)中的開口(24)；以及

在相應的層壓件(10)堆疊在彼此上之前或之后，通過使連續的金屬材料(28、106)層熔化并再固化而形成延伸穿過所述開口(24)和所述層壓式堆疊件(58)的金屬支承結構(56)。

13.根據權利要求12所述的方法，其中，所述方法包括：

(a)提供第一層壓件(10A)，所述第一層壓件(10A)包括陶瓷基復合材料(22)和限定在所述陶瓷基復合材料(22)中的第一開口(24)；

(b)通過在所述第一層壓件(10A)上熔化并再固化金屬材料(106、106A)而形成所述金屬支承結構(56)的第一部分(26B)，使得所述第一部分(26B)從所述第一層壓件(10A)的表面(115)凸出地直立并且從所述第一層壓件(10A)的開口(24)延伸；以及

(c)將第二層壓件(10B)堆疊在所述第一層壓件(10A)上，使得所述第一部分(26B)向上延伸到所述第二層壓件(10B)的開口(24)中。

14.根據權利要求13所述的方法，其中，將步驟(a)至步驟(c)至少重復兩次。