[發(fā)明專利]一種多元碳及陶瓷基熱結(jié)構(gòu)復(fù)合材料及其渦輪葉片的無余量制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610371758.5
• 申請日: 2016-05-30
• 公開（公告）號: CN106747531B
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅瑞盈;侯振華
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: C04B35/80
• 分類號: C04B35/80;C04B35/565;C04B41/81;C04B35/624
• 代理公司: 北京酷愛智慧知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11514
• 代理人: 趙永輝

1.一種多元碳及陶瓷基熱結(jié)構(gòu)復(fù)合材料渦輪葉片的無余量制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

S101：采用四步法三維整體編織渦輪葉片纖維織物預(yù)制體；

S102：采用化學(xué)氣相滲透法在所述渦輪葉片纖維織物預(yù)制體上制備(C+SiC)_n復(fù)合界面層；

S103：向帶有(C+SiC)_n復(fù)合界面層的渦輪葉片纖維織物預(yù)制體內(nèi)復(fù)合單晶氧化鋁纖維，滲積基體材料，以制備多元碳及陶瓷基熱結(jié)構(gòu)復(fù)合材料渦輪葉片；

S104：采用先驅(qū)體浸漬裂解法和溶膠-凝膠法將所述多元碳及陶瓷基熱結(jié)構(gòu)復(fù)合材料渦輪葉片進(jìn)行無余量致密化處理，使所述多元碳及陶瓷基熱結(jié)構(gòu)復(fù)合材料渦輪葉片的密度達(dá)到預(yù)設(shè)值；

S105：在所述多元碳及陶瓷基熱結(jié)構(gòu)復(fù)合材料渦輪葉片表面制備環(huán)境障涂層。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多元碳及陶瓷基熱結(jié)構(gòu)復(fù)合材料渦輪葉片的無余量制備方法，其特征在于，在所述S104步驟中，所述預(yù)設(shè)值為1.9g/cm³～2.3g/cm³。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多元碳及陶瓷基熱結(jié)構(gòu)復(fù)合材料渦輪葉片的無余量制備方法，其特征在于，在所述S101步驟中，四步法三維整體編織的編織角為20°～45°，纖維的體積分?jǐn)?shù)為35％～55％。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多元碳及陶瓷基熱結(jié)構(gòu)復(fù)合材料渦輪葉片的無余量制備方法，其特征在于，所述渦輪葉片纖維織物預(yù)制體經(jīng)所述步驟S103處理后，由C-Si-Al連續(xù)纖維和單晶氧化鋁纖維組成，所述基體材料為熱解碳、碳化硅和氧化鋁。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多元碳及陶瓷基熱結(jié)構(gòu)復(fù)合材料渦輪葉片的無余量制備方法，其特征在于，所述先驅(qū)體浸漬裂解法包括如下步驟：

將步驟S103制備的多元碳及陶瓷基熱結(jié)構(gòu)復(fù)合材料渦輪葉片加熱至950℃～1150℃，保溫預(yù)設(shè)時間后，降溫至室溫，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40％～50％的聚碳硅烷溶液浸漬裂解步驟S103制備的多元碳及陶瓷基熱結(jié)構(gòu)復(fù)合材料渦輪葉片。

6.一種多元碳及陶瓷基熱結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的無余量制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

S201：采用四步法三維整體編織預(yù)制體；

S202：采用化學(xué)氣相滲透法在所述預(yù)制體上制備(C+SiC)_n復(fù)合界面層；

S203：向所述帶有(C+SiC)_n復(fù)合界面層的預(yù)制體內(nèi)復(fù)合單晶氧化鋁纖維，滲積基體材料，以制備多元碳及陶瓷基熱結(jié)構(gòu)復(fù)合材料；

S204：采用先驅(qū)體浸漬裂解法和溶膠-凝膠法將所述多元碳及陶瓷基熱結(jié)構(gòu)復(fù)合材料進(jìn)行無余量致密化處理，使所述多元碳及陶瓷基熱結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的密度達(dá)到預(yù)設(shè)值。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種多元碳及陶瓷基熱結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的無余量制備方法，其特征在于，在所述S204步驟中，所述預(yù)設(shè)值為1.9g/cm³～2.3g/cm³。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種多元碳及陶瓷基熱結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的無余量制備方法，其特征在于，在所述S201步驟中，所述四步法三維整體編織的編織角為20°～45°，所述纖維的體積分?jǐn)?shù)為35％～55％。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種多元碳及陶瓷基熱結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的無余量制備方法，其特征在于，所述預(yù)制體經(jīng)所述步驟S203處理后，由C-Si-Al連續(xù)纖維和單晶氧化鋁纖維組成，所述基體為熱解碳、碳化硅和氧化鋁。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種多元碳及陶瓷基熱結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的無余量制備方法，其特征在于，所述先驅(qū)體浸漬裂解法包括如下步驟：

將步驟S203制備的多元碳及陶瓷基熱結(jié)構(gòu)復(fù)合材料渦輪葉片加熱至950℃～1150℃，保溫預(yù)設(shè)時間后，降溫至室溫，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為45％～55％的聚碳硅烷溶液浸漬裂解所述步驟S203制備的多元碳及陶瓷基熱結(jié)構(gòu)復(fù)合材料。