[發明專利]部分密化碳預型件

有效

• 申請號: 99802693.X
• 申請日: 1999-01-14
• 公開（公告）號: CN1290241A
• 公開（公告）日: 2001-04-04
• 發明（設計）人: 小唐納德·F·康納斯
• 申請（專利權）人: 泰克斯特蘭系統公司
• 主分類號: C04B35/83
• 分類號: C04B35/83;C04B35/80;C04B41/89;F16D69/02
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 程偉

本發明的背景

目前，飛行器的高性能制動板常常通過化學蒸汽沉積使用氣態甲烷前體形成碳/碳組合物密化碳預型件來制備。這種傳統的密化方法通常包括重復密化周期操作，接著加工預型件表面以打開在密化期間關閉的孔。這種技術的一個不利之處是它需要大量的時間，有時相當于數百小時以充分密化預型件。

另外，密化必須緩慢實施，以使預型件外邊的孔在預型件里面的孔被填充之前不被填充。如果預型件外邊的孔在內部密化前被阻塞，那么就沒有充分的前體到達預型件的內部，預型件就不會被充分密化。

一種避免這個問題的方法是使用前體液態烴密化法，如在1995年2月14日頒布給Thruston的美國專利5,389,152,1995年2月14日頒布給Thruston等人的5,389152中所公開的。在這種方法中，全部密化從預型件的內部向外發生。這樣，密化可以以高速度實施，并且沒有預型件外邊的孔被阻塞而阻止預型件內部的密化的弊病。然而，預型件的一些其他部分，使用前體液體密化的，通常保持未密化，如在圖2中所示，必須被加工掉。

此外，盡管液態前體法通常具有較短的密化時間，但化學蒸汽沉積(CVD)技術盡管具有較長的密化時間還經常使用，因為由CVD技術制備的密化預型件已在軍事和商業飛行器應用中得到驗證。

因此，存在一種使用液態前體的改進的密化方法的需要，密化全部預型件并使得構件滿足所需的檢驗標準，使得構件的制備比使用CVD法更快。

本發明的簡述

本發明包括一種部分密化的預型件及一種密化一個或多個多孔預型件的方法。

在本發明的方法中，將多孔預型件浸沒在可熱分解的前體液體中。在足夠分解前體液體并在預型件內沉積前體液體的第一分解產物的溫度下，在前體液體中加熱多孔預型件。在預型件表面密化前在前體液體中停止加熱預型件，從而部分密化的預型件。

在這種方法的一個具體實施中，預型件的密化是通過化學蒸汽沉積使用在未密化部分的預型件內加熱分解成第二分解產物的氣態前體完成的，從而進一步密化預型件。較好地，第一分解產物和第二分解產物具有相同的化學類型。

部分密化預型件包括預型件和預型件的密化區域。密化區域包括前體液體的沉積分解產物。預型件的未密化區域在密化區域和預型件的至少一個表面之間。

本發明的示圖簡介

圖1是密化預型件的反應器的示意圖。

圖2是在如圖1中所示的設備中，使用實例1中的描述的前體液體和方法密化的制動板的剖面圖。

圖3是部分用液態烴密化，剩余部分用氣態烴通過化學蒸汽沉積密化的第二制動板預型件的透視圖。

圖4是第三制動板預型件的透視圖，其中在密化期間內直徑表面和外直徑表面用液態烴隔離，用液態烴部分密化，剩余部分用氣態烴通過化學蒸汽沉積密化。

圖5是如實例2中所述的部分密化的第四制動板的剖面圖。

本發明的詳細描述

本發明方法和設備的特點和細節參考所附示圖和在權利要求書中所指出的進行更具體的描述。可以理解認為本發明的特別的具體實施是為說明而演示的，不是對本發明的限制。本發明的主要特點能使用在不背離本發明范圍的各種具體實施中。

圖1顯示了適合依據下列專利中所描述的方法實施密化的反應器100,1995年2月14日頒布給Thurston等人的美國專利5,389,152,1984年9月18日頒布給Houdayer等人的美國專利4,472,454。反應器100在1995年3月14日頒布給Carroll等人的美國專利5,397,595中和1996年8月20日頒布給Scaringella等人的美國專利5,547,717中作了描述。當感應線圈，如感應線圈104，用來加熱預型件時，反應器100較好地由非-磁性材料，如鋁，石英玻璃，不銹鋼，陶瓷或它們的組合物。

反應器100包括內腔102，其中一個或多個預型件(未顯示)進行密化。操作中，內腔102填充至少足夠覆蓋預型件的前體液體。前體液體是在預型件能被加熱到的溫度下在預型件內汽化并分解以沉積前體的分解產物的液體。根據前體液體，分解產物可以是碳，碳化硅，氮化硅，或氣其他分解產物。前體液體還應是電介質體。較好地，前體液體的介電常數應為約0.5，更好地超過1，最好超過1.5。為了在預型件內沉積碳，可使用有適當沸點的烴，如環己烷，n-己烷，或苯。對于沉積碳化硅，可使用甲基三氯代硅烷，二甲基二氯代硅烷，甲基二氯代硅烷或其他有機硅烷或有機硅烷混合物。同樣，前體液體可選擇為共-沉積物質。如使用三-n-甲基氨基硅烷或其他硅烷化合物可沉積碳化硅和氮化硅混合物。