[發明專利]碳纖維預制件的差別針刺

有效

• 申請號: 201611036867.8
• 申請日: 2016-11-23
• 公開（公告）號: CN107119390B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: M.L.拉富里斯特;N.默迪;R.W.約翰遜;M.C.詹姆斯
• 申請（專利權）人: 霍尼韋爾國際公司
• 主分類號: D04H1/46
• 分類號: D04H1/46;D04H1/4242;D04H18/02;B32B5/26;B32B7/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 成城;傅永霄

本發明涉及碳纖維預制件的差別針刺，公開了一種包括多個層的碳?碳復合物，所述多個層包括碳纖維或碳前體纖維，所述層包括限定第一主要表面的第一外部層、限定第二主要表面的第二外部層以及布置于第一外部層和第二外部層之間的至少一個內部層，所述至少一個內部層具有周邊區域，該周邊區域形成所述預制件的外表面的一部分。預制件包括針刺纖維，其中至少一些針刺纖維延伸通過兩個或更多個層。所述預制件具有外部區域和核芯區域，其中所述外部區域包括至少一個內部層的至少周邊區域。所述針刺纖維限定外部區域中的第一針刺纖維數密度（NFND）和核芯區域的至少一部分中的更大的第二NFND。

技術領域

本公開涉及碳-碳復合材料的制造，諸如由碳-碳復合材料制成的飛行器制動盤的制造。

背景技術

碳-碳復合材料是包括具有用碳纖維增強的碳的基體的復合材料。碳-碳（C-C）復合部件能夠被用于許多高溫應用中。例如，航空工業針對商用和軍用飛行器采用C-C復合部件作為摩擦材料，諸如制動摩擦材料。

一些碳-碳復合物，諸如用在航空工業中的一些碳-碳復合制動盤，可以由多孔預制件制成，該預制件包括多層碳纖維，其可以使用若干過程中的一種或多種被致密化，所述過程包括化學氣相沉積/化學氣相滲透（CVD/CVI）、真空/壓力滲透（VPI）或者樹脂傳遞模塑（RTM），以用碳來滲透多孔預制件。在致密化過程之前，一些預制件會經受針刺過程。

發明內容

在一些示例中，本公開描述了一種用于制造碳-碳復合物的預制件，所述碳-碳復合物包括多個層，所述多個層包括碳纖維或碳前體纖維，其中所述多個層沿中央軸線堆疊以形成層疊，其中所述多個層包括限定所述預制件的第一主要表面的第一外部層、限定與第一主要表面相對的預制件的第二主要表面的第二外部層以及布置于第一外部層和第二外部層之間的至少一個內部層，所述至少一個內部層具有周邊區域，其形成預制件的外表面的一部分；以及多個針刺纖維，其中所述多個針刺纖維中的至少一些針刺纖維延伸通過所述多個層中的兩個或更多個層；其中所述預制件具有外部區域和核芯區域，其中所述外部區域包括所述至少一個內部層的至少周邊區域；其中所述多個針刺纖維限定外部區域中的第一針刺纖維數密度（NFND）和核芯區域的至少一部分中的第二NFND，其中第二NFND大于第一NFND。

在一些示例中，本公開描述了一種包括沿中央軸線堆疊包括碳纖維或碳前體纖維的多個層以形成層疊的方法，其中所述多個層包括第一外部層、第二外部層和布置于第一外部層和第二外部層之間的至少一個內部層，其中所述至少一個內部層包括鄰近所述層疊的外部表面的至少一個周邊區域；以及實質上平行于所述中央軸線針刺所述層疊以形成包括多個針刺纖維的預制件，其中所述多個針刺纖維中的至少一些針刺纖維延伸通過所述多個層中的兩個或更多個層，其中所述預制件包括核芯區域和外部區域，其中所述外部區域包括所述至少一個內部層的所述至少一個周邊區域，其中所述外部區域至少部分地圍繞所述核芯區域，其中所述多個針刺纖維限定在外部區域中的第一針刺纖維數密度（NFND）和在核芯區域中的第二NFND，并且其中第二NFND大于第一NFND。

在一些示例中，本公開描述了一種包括多個層的碳-碳復合物，所述多個層包括：碳纖維，其中所述多個層沿中央軸線堆疊以形成盤形層疊從而限定內直徑和外直徑；多個針刺纖維，其中所述多個針刺纖維中的至少一些針刺纖維延伸通過所述多個層中的兩個或更多個層；以及布置于所述盤形層疊中的致密材料，其中所述致密材料至少部分地包圍所述碳纖維和所述多個針刺纖維中的至少一些，其中所述碳-碳復合物包括形成盤形層疊的外直徑的第一復合直徑區域、形成盤形層疊的內直徑的第二復合直徑區域以及在第一復合直徑區域和第二復合直徑區域之間的中央區域，其中所述多個針刺纖維限定第一復合直徑區域中的第一NFND、第二復合直徑區域中的第二NFND和中央區域中的第三NFND，其中第一NFND或第二NFND中的至少一者不同于第三NFND。

本公開還包括以下技術方案：

方案1. 一種用于制造碳-碳復合物的預制件，包括：