[發明專利]一種往復式陶瓷纖維真空浸漬設備和浸漬方法

有效

• 申請號: 202010526367.2
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111761719B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 高曄;焦健;姜卓鈺;周怡然;呂曉旭;劉虎;楊瑞
• 申請（專利權）人: 中國航發北京航空材料研究院
• 主分類號: B28B23/02
• 分類號: B28B23/02
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

本發明涉及一種往復式陶瓷纖維真空浸漬設備和浸漬方法，屬于復合材料制備用的浸漬設備及浸漬方法；包括封蓋(1)、筒體(2)、底盤(3)、支架(4)、上壓頭(5)、側壁(6)、下壓頭(7)、活塞桿(8)及多個墊片(9)；本發明提供的陶瓷纖維真空浸漬設備和浸漬方法，利用真空與外界大氣的壓力差，實現陶瓷料漿在陶瓷纖維之間的浸漬，可大大提高纖維束間的浸漬效果，同時保證料漿浸漬效果的均勻性；通過控制活塞桿的上下運動配合設備內部真空的抽、放，可實現陶瓷料漿在上壓頭及下壓頭間的往復運動，操作方便，可提高浸漬效率。

技術領域

本發明涉及一種往復式陶瓷纖維真空浸漬設備和浸漬方法，屬于復合材料制備用的浸漬設備及浸漬方法。

背景技術

陶瓷基復合材料為材料-工藝-構件一體化材料，其本征及材料性能與致密化成型工藝密切相關。熱壓-燒結工藝作為一種制備陶瓷基復合材料的新型工藝手段，制備出的復合材料具有孔隙率低、熱導率高、基體致密、結晶程度高、不含殘余Si等優點，適合航空發動機熱端部件材料在高溫環境下長時使用。通過熱壓-燒結工藝制備陶瓷基復合材料時，需要將陶瓷纖維預浸料置于石墨磨具中，在高溫高壓下完成熱壓燒結，因此陶瓷纖維預浸料的質量直接決定了最終產品質量的優劣。

制備陶瓷纖維預浸料的關鍵步驟之一，即將含有陶瓷粉體的陶瓷料漿浸漬到陶瓷纖維中。因陶瓷纖維束間間距一般僅為微米量級，若采用浸泡或輥壓等傳統手段，難以使陶瓷料漿填滿纖維束間區域，導致該區域在熱壓燒結后成為產品中的孔隙，對產品質量造成極大的隱患。因此在制備陶瓷纖維預浸料的過程中，如何提高陶瓷料漿的浸漬效果及浸漬效率，是熱壓-燒結工藝制備陶瓷基復合材料的一項重要問題。

發明內容：

本發明的旨在通過一種往復式陶瓷纖維真空浸漬設備及浸漬方法，針對熱壓-燒結工藝，提高制備陶瓷纖維預浸料過程中陶瓷料漿的浸漬效果及浸漬效率，提高最終產品的質量及穩定性。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種往復式陶瓷纖維真空浸漬設備，包括封蓋1、筒體2、底盤3、支架4、上壓頭5、側壁6、下壓頭7、活塞桿8及多個墊片9；筒體2為空心筒形結構，上、下兩端與封蓋1及底盤3密封連接；底盤3為中心開孔的圓盤結構，上下表面設有與中心孔同軸的凸臺上表面凸臺與側壁6密封連接，下表面凸臺與下壓頭7密封連接；支架4底部為一圓盤，圓盤邊緣均布多個圓柱體，圓柱體上表面與底盤3下表面接觸，上壓頭5為下端敞口，上端開小口的空心圓筒結構，上壓頭5敞口端裝在側壁6內與側壁6密封連接；下壓頭7為空心圓筒形結構，裝在底盤3下表面凸臺內與底盤3密封連接，內孔直徑大于底盤中心孔直徑；活塞桿8中心截面為“工”字型結構，上端為橡膠軟墊，與下壓頭7內壁緊密配合，墊片9裝在側壁6與上壓頭5之間。

所述封蓋1為圓盤結構，封蓋1上帶有兩個開口，其中一個與真空壓力表密封連接，另一個通過管路與真空泵密封連接。

所述支架4圓柱體長度大于下壓頭7總長度，小于下壓頭7及活塞桿8長度之和。

所述上壓頭5外表面分為兩段，下半段直徑小于上半段，上半段直徑與側壁6內孔直徑一致；

所述側壁6為上端面敞口、下端面開孔的空心圓筒結構，下端面開孔直徑與底盤3中心孔徑一致。6、所述活塞桿8下端圓盤直徑大于下壓頭7外圓直徑，活塞桿8整體長度大于下壓頭7長度。

所述墊片9為圓環，外徑大于底盤3中心孔直徑，小于側壁6內孔直徑；內徑小于底盤中心孔直徑。

本發明技術方案還提供了一種利用所述真空浸漬設備的往復式浸漬方法，該方法步驟如下：

1)將側壁6、筒體2、下壓頭7依次安裝到底盤3上，將活塞桿8推入下壓頭7頂端后，將底盤3放置于支架4上；

2)將墊片9及裁剪為圓形的陶瓷纖維布依次放置在側壁6中，再放置一層墊片9，將上壓頭5安裝到側壁6中，使上壓頭5與墊片9緊密接觸；