[發(fā)明專利]一種應(yīng)用航天領(lǐng)域的陶瓷件及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201910896139.1
• 申請日: 2019-09-22
• 公開（公告）號(hào): CN110510100A
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳式均
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江橫浦科技有限公司
• 主分類號(hào): B64C1/06
• 分類號(hào): B64C1/06;C04B37/00
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本發(fā)明公開了一種應(yīng)用航天領(lǐng)域的陶瓷件及其制備方法，屬于航天用結(jié)構(gòu)陶瓷領(lǐng)域，一種應(yīng)用航天領(lǐng)域的陶瓷件，本方案模仿飛行鳥類的骨骼，將航天用陶瓷件分為主受力段（中軸管）和連接段（連接件）兩個(gè)部分，分開制造，然后拼裝在一起，大幅降低加工難度，易于工件的標(biāo)準(zhǔn)化，而中軸管內(nèi)部中空的結(jié)構(gòu)可以大幅減小陶瓷件自身的重量，通過向中軸管內(nèi)插入輕質(zhì)的泡沫狀混合物，在中軸管表面出現(xiàn)裂紋并迅速發(fā)展后，不易導(dǎo)致中軸管直接斷裂，與此同時(shí)，泡沫狀混合物內(nèi)部預(yù)摻雜的細(xì)菌在空氣和水分的共同作用下復(fù)蘇，以泡沫狀混合物為餌食進(jìn)行正常的生長，產(chǎn)生的代謝廢物碳酸鹽，可以填充中軸管的裂痕，對(duì)中軸管進(jìn)行臨時(shí)修補(bǔ)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航天用結(jié)構(gòu)陶瓷領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種應(yīng)用航天領(lǐng)域的陶瓷件及其制備方法。

背景技術(shù)

結(jié)構(gòu)陶瓷是具有耐高溫、耐沖刷、耐腐蝕、高硬度、高強(qiáng)度、低蠕變速率等優(yōu)異力學(xué)、熱學(xué)、化學(xué)性能，常用于各種結(jié)構(gòu)部件的先進(jìn)陶瓷，其中氮化硼陶瓷是一種新興的結(jié)構(gòu)陶瓷材料,它是一種六方晶系的結(jié)晶體,具有鱗片狀結(jié)構(gòu)。氮化硼陶瓷是隨著宇宙航空和電子工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展起來的,在工業(yè)上有著廣泛的用途，相關(guān)領(lǐng)域的工作人員從第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后便開始對(duì)這種材料進(jìn)行了大量的研究工作,直到近些年解決了熱壓方法后，氮化硼陶瓷得到迅速發(fā)展。

自人類文明誕生開始，仿生就是人類社會(huì)文明發(fā)明的重要靈感來源，從古代的鋸子等早期工具到現(xiàn)代的雷達(dá)等專業(yè)用具，都是人類從生物上得到靈感，所得出的發(fā)明。

鳥類為了降低自身的體重，將自身的骨骼變成空心，除此之外還將羽毛中的正羽中的羽軸和羽根結(jié)構(gòu)也轉(zhuǎn)化為空心結(jié)構(gòu)，其中，羽軸的管道內(nèi)藏了一些很輕的泡沫狀物質(zhì)，因而能令雀鳥易于飛翔，這種特別的結(jié)構(gòu)亦使雀鳥飛行時(shí)雙翼不會(huì)折斷，而羽根則是用來連接羽軸和鳥類身體的，由于鳥類體表覆蓋的大量羽毛，因此羽軸和羽根的空心結(jié)構(gòu)可以大幅減小鳥類的自重，減小鳥類的飛行重?fù)?dān)，但是作為結(jié)構(gòu)強(qiáng)化件的陶瓷件卻難以做到像鳥類骨骼或者羽根一樣，因?yàn)樵陲w機(jī)飛行的過程中，飛機(jī)的機(jī)身或承受較大的風(fēng)壓，作為結(jié)構(gòu)強(qiáng)化件的陶瓷件會(huì)受到較大的外力，極易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)陶瓷表面或內(nèi)部出現(xiàn)裂痕，當(dāng)陶瓷件為實(shí)心件的時(shí)候，裂痕發(fā)展速度為正常速度，而當(dāng)陶瓷件為空心管件時(shí)，陶瓷內(nèi)壁會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力集中的現(xiàn)象，導(dǎo)致裂痕發(fā)展加速，造成陶瓷件斷裂損壞。

發(fā)明內(nèi)容

1．要解決的技術(shù)問題

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用航天領(lǐng)域的陶瓷件及其制備方法，它可以實(shí)現(xiàn)將飛機(jī)機(jī)身上的用來強(qiáng)化結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的陶瓷件設(shè)置為空心結(jié)構(gòu)，大幅降低陶瓷件自身的重量，降低飛機(jī)自身的重量，減輕飛機(jī)飛行負(fù)擔(dān)，且陶瓷件不易在飛行的過程中在風(fēng)壓的作用下表面出現(xiàn)撕裂的裂紋，即使在出現(xiàn)裂紋后，發(fā)展到后續(xù)較大裂紋時(shí)也不易出現(xiàn)管件斷裂的事故。

2．技術(shù)方案

為解決上述問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案。

一種應(yīng)用航天領(lǐng)域的陶瓷件及其制備方法，包括中軸管，所述中軸管內(nèi)插接有中軸管內(nèi)芯，所述中軸管的兩端固定連接有一對(duì)連接件，所述連接件包括密封頭，所述密封頭靠近中軸管的一端固定連接有與中軸管內(nèi)壁相匹配的凸柱，所述凸柱的側(cè)壁上固定連接有定位楔塊，所述中軸管管身的管口內(nèi)壁上開鑿有與定位楔塊相匹配的定位槽，所述中軸管管身的內(nèi)壁上開鑿有與定位楔塊相匹配的滑槽，所述中軸管內(nèi)芯包括有泡沫狀混合物，所述泡沫狀混合物的外壁包裹有保溫層，所述保溫層的外壁包裹有恒溫層，所述恒溫層的兩端管口處均固定連接有密封膜，可以實(shí)現(xiàn)將飛機(jī)機(jī)身上的用來強(qiáng)化結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的陶瓷件設(shè)置為空心結(jié)構(gòu)，大幅降低陶瓷件自身的重量，降低飛機(jī)自身的重量，減輕飛機(jī)飛行負(fù)擔(dān)，且陶瓷件不易在飛行的過程中在風(fēng)壓的作用下表面出現(xiàn)撕裂的裂紋，即使在出現(xiàn)裂紋后，發(fā)展到后續(xù)較大裂紋時(shí)也不易出現(xiàn)管件斷裂的事故。

進(jìn)一步的，所述中軸管管身的外壁上開鑿有多組擾流槽，所述擾流槽的兩側(cè)壁之間固定連接有多個(gè)強(qiáng)化桿，擾流槽具有擾流作用，使擾流槽表面不易生成穩(wěn)定的氣刀，不易在中軸管管身的表面劃出劃痕，而強(qiáng)化桿則具有強(qiáng)化的作用，使擾流槽內(nèi)不易在氣流的作用下劃出裂痕。