[發(fā)明專利]一種薄壁圓錐圓筒形陶瓷基復合材料構件的成型方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711257119.7
• 申請日: 2017-12-01
• 公開（公告）號: CN108218453B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設計）人: 謝巍杰;邱海鵬;陳明偉;劉善華
• 申請（專利權）人: 中國航空工業(yè)集團公司基礎技術研究院
• 主分類號: C04B35/80
• 分類號: C04B35/80;C04B35/565;C04B35/622
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 李建英

1.一種薄壁圓錐圓筒形陶瓷基復合材料構件的成型方法，其特征包括以下步驟：

(1)、纖維預制體的制備：以連續(xù)纖維為原料，根據(jù)擬成型構件的結構與形狀尺寸，編織制備纖維預制體；

(2)、定型模具的設計與制造：根據(jù)擬成型構件的結構與形狀尺寸進行定型模具設計和制造；包括根據(jù)構件內型面制造用于熱壓罐成型的陽模，及根據(jù)構件內、外型面制造后續(xù)致密化過程中的保型模具；

(3)、界面層的制備：將纖維預制體置于化學氣相沉積爐內，進行纖維表面界面層的涂覆，界面層由熱解碳、碳化硅或氮化硼材料構成，熱解碳界面層的制備工藝為：以丙烷為碳源，溫度為950℃～1100℃，爐壓為2KPa～4KPa，流量為1000ml/min～3000ml/min，沉積時間為4h～10h；

(4)、浸漬液的配制：以聚碳硅烷為溶質，以二甲苯為溶劑，溶質占聚碳硅烷溶液重量百分比的40～60％，配制聚碳硅烷溶液作為浸漬液；

(5)、浸漬：將涂覆界面層的連續(xù)纖維預制體置于上述浸漬液中浸漬，浸漬環(huán)境相對壓力為-0.05MPa～-0.10MPa，浸漬時間不小于24小時；

(6)、熱壓罐定型：將纖維預制體依照構件內型面對應鋪貼于陽模上固定，并用真空袋包裹封閉，置于熱壓罐中并將真空袋抽真空，熱壓罐壓力直接作用在陽模上的纖維預制體外形上從而進行定型固化，熱壓罐溫度為180℃～220℃、壓力為1.0MPa～4.0MPa，保壓時間為1～2小時，然后卸壓自然降溫至室溫；

(7)、轉模：將熱壓罐定型固化后的纖維預制體轉移至保型模具中并固定，保型模具采用高純石墨材質；

(8)、高溫裂解：將置于保型模具中的纖維預制體連同保型模具一起放入高溫裂解爐中，在高純氮氣氣氛下進行高溫裂解，爐壓為1.0KPa～4.0KPa，裂解溫度為1000℃～1300℃，保溫0.5～1小時，自然降溫至室溫；

(9)、致密化：重復上述步驟(5)和步驟(8)，循環(huán)4～6次后，纖維預制體從保型模具脫模，再重復步驟(5)和步驟(8)，直到纖維預制體質量增重小于1％為止；

(10)、加工：將完全致密化后的纖維增強陶瓷基復合材料毛坯件進行精加工，加工方法采用機械加工、水切割加工或激光加工，加工出滿足構件形狀尺寸要求的薄壁圓錐圓筒形陶瓷基復合材料構件。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種薄壁圓錐圓筒形陶瓷基復合材料構件的成型方法，其特征是，所述的纖維預制體的原料為碳纖維或碳化硅纖維。