[發(fā)明專利]一種連續(xù)碳纖維增韌陶瓷基復(fù)合材料的補(bǔ)強(qiáng)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111337278.4
• 申請日: 2021-11-12
• 公開（公告）號: CN114012877A
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金鑫;霍鵬飛;劉俊鵬;左紅軍;于藝;楊良偉;李曉東;于新民;楊冰洋
• 申請（專利權(quán)）人: 航天特種材料及工藝技術(shù)研究所
• 主分類號: B28B11/08
• 分類號: B28B11/08;B28B11/02;B28B11/22
• 代理公司: 北京格允知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11609
• 代理人: 譚輝

本發(fā)明涉及陶瓷復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種連續(xù)碳纖維增韌陶瓷基復(fù)合材料的補(bǔ)強(qiáng)方法，所述補(bǔ)強(qiáng)方法為：使用補(bǔ)塊材料對連續(xù)碳纖維增韌陶瓷基復(fù)合材料構(gòu)件的連接部位進(jìn)行連接，完成所述補(bǔ)強(qiáng)。本發(fā)明采用耐燒蝕性能更佳的補(bǔ)塊對構(gòu)件進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，在試驗(yàn)中補(bǔ)塊先進(jìn)行燒蝕，下方構(gòu)件未進(jìn)行燒蝕或燒蝕較少，保證了構(gòu)件整體碳纖維的連續(xù)性，有效提高了構(gòu)件整體的使用性能。對比與構(gòu)件材料相同的補(bǔ)塊，本發(fā)明使用的補(bǔ)塊能夠適應(yīng)更加嚴(yán)苛的試驗(yàn)環(huán)境；在相同的試驗(yàn)環(huán)境下，本發(fā)明使用的補(bǔ)塊體積更小、重量更輕；適用的使用環(huán)境范圍廣泛。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及陶瓷復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種連續(xù)碳纖維增韌陶瓷基復(fù)合材料的補(bǔ)強(qiáng)方法。

背景技術(shù)

連續(xù)碳纖維增韌碳化硅陶瓷基復(fù)合材料是一種理想的高溫結(jié)構(gòu)材料，具有耐高溫、低密度、高強(qiáng)度、抗熱震等一系列優(yōu)點(diǎn)，在航空航天領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用和前景。當(dāng)連續(xù)碳纖維增韌碳化硅陶瓷基復(fù)合材料應(yīng)用于高溫氣流、粒子沖刷環(huán)境中，構(gòu)件會(huì)出現(xiàn)磨損、氧化損傷，造成構(gòu)件損傷無法繼續(xù)使用。在復(fù)合材料構(gòu)件服役過程中，通常只有局部使用條件最嚴(yán)苛(如局部溫度最高、局部粒子大量沖刷)的部位出現(xiàn)嚴(yán)重缺陷，從而導(dǎo)致構(gòu)件無法使用；甚至在極端條件下，構(gòu)件局部嚴(yán)重的損傷會(huì)導(dǎo)致復(fù)合材料構(gòu)件無法滿足嚴(yán)苛的使用條件。造成研制時(shí)間、成本的極大浪費(fèi)。

CN106986664A公開了一種采用碳布、SiC微粉進(jìn)行聚碳硅烷反復(fù)浸漬裂解的方式對C_f/SiC復(fù)合材料破損區(qū)域進(jìn)行修補(bǔ)的方式，該方式僅對破損構(gòu)件進(jìn)行了修補(bǔ)，修補(bǔ)后的區(qū)域與整體構(gòu)件復(fù)合材料的力學(xué)性能接近，不能有效防止修補(bǔ)區(qū)域再次損壞失效，同時(shí)修補(bǔ)區(qū)域與材料本體間缺乏物理連接，導(dǎo)致補(bǔ)塊在使用過程中在力熱環(huán)境中極易脫落，導(dǎo)致修補(bǔ)失效；CN104150958A采用碳纖維預(yù)浸布填充缺陷部分后模壓固化、涂覆漿料后熱解、沉積SiC涂層的方式對陶瓷基復(fù)合材料進(jìn)行修補(bǔ)，但這種方法同樣缺乏物理連接，易在力熱環(huán)境中脫落失效。

因此，針對以上不足，需要提供一種有效、穩(wěn)定的對陶瓷基復(fù)合材料進(jìn)行修補(bǔ)的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于現(xiàn)有的復(fù)合材料修補(bǔ)方式修補(bǔ)后的材料容易脫落，缺乏穩(wěn)定的連接效果，并且修補(bǔ)后的性能接近，針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種連續(xù)碳纖維增韌陶瓷基復(fù)合材料的補(bǔ)強(qiáng)方法，以實(shí)現(xiàn)對于復(fù)合材料修補(bǔ)效果更穩(wěn)定、性能更優(yōu)良的效果。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種連續(xù)碳纖維增韌陶瓷基復(fù)合材料的補(bǔ)強(qiáng)方法，所述補(bǔ)強(qiáng)方法為：使用補(bǔ)塊材料對連續(xù)碳纖維增韌陶瓷基復(fù)合材料構(gòu)件的連接部位進(jìn)行連接，完成所述補(bǔ)強(qiáng)。

本發(fā)明提供了一種簡單、有效的提高連續(xù)碳纖維增韌陶瓷基復(fù)合材料構(gòu)件局部性能的補(bǔ)強(qiáng)方法，所形成補(bǔ)塊與材料本體結(jié)合緊密、補(bǔ)塊耐燒蝕性能更為優(yōu)異，適用于局部燒蝕嚴(yán)重及本體受損的連續(xù)碳纖維增韌陶瓷基復(fù)合材料構(gòu)件的補(bǔ)強(qiáng)。

本發(fā)明所述補(bǔ)強(qiáng)，其含義是加強(qiáng)材料耐燒蝕性能，即提升連接構(gòu)件的使用強(qiáng)度。

本發(fā)明提供的補(bǔ)強(qiáng)方法，可以用于未進(jìn)行試驗(yàn)的全新構(gòu)件的設(shè)計(jì)補(bǔ)強(qiáng)，也可用于試驗(yàn)后構(gòu)件的局部修補(bǔ)補(bǔ)強(qiáng)。而現(xiàn)有的對于復(fù)合材料的方法，較多的是修補(bǔ)，即和原材料性能近似或一致，并未對局部性能加強(qiáng)。

本發(fā)明所述連接部位，可以是連續(xù)碳纖維增韌陶瓷基復(fù)合材料的待修補(bǔ)位置，也可以是連續(xù)碳纖維增韌陶瓷基復(fù)合材料任意準(zhǔn)備補(bǔ)強(qiáng)的部位，只要是能夠與補(bǔ)塊材料完成連接的部位，均可以作為連接部位。

優(yōu)選地，在進(jìn)行連接之前，還包括清理的過程。