[发明专利]具有陶瓷基体的复合材料部件及其制造方法

权利要求书

1.一种复合材料部件，其具有陶瓷基体并包含纤维增强件，所述纤维增强件通过由多个陶瓷层组成的基体进行致密化，所述多个陶瓷层具有位于两个相邻的陶瓷基体层之间的裂纹-转向基体界面，其特征在于所述界面(10；110；210)包括：

第一相(12；112；211)，所述第一相由能够促进根据在横向方向上的第一传播模式通过与所述界面相邻的两个陶瓷基体层之一到达所述界面的裂纹的转向的材料制成，从而使得所述裂纹的传播根据第二传播模式沿着所述界面继续，和

第二相(14；114；214)，所述第二相由离散的接触垫组成，所述接触垫分布于所述界面内，并能够促进根据所述第二传播模式沿着所述界面传播的裂纹的转向，从而使得所述裂纹的传播被转向，并根据所述第一传播模式通过与所述界面相邻的另一陶瓷基体层继续。

2.根据权利要求1所述的部件，其特征在于组成所述第二相的所述离散的接触垫在所述两个陶瓷基体层之间进行局部桥连。

3.根据权利要求2所述的部件，其特征在于所述离散的接触垫由陶瓷制成。

4.根据权利要求3所述的部件，其特征在于所述离散的接触垫与所述两个相邻的陶瓷基体层之一整体形成。

5.根据权利要求1至4任一项所述的部件，其特征在于所述离散的接触垫占据的所述界面的表面分数为20％和80％之间。

6.根据权利要求1至5任一项所述的部件，其特征在于所述界面的第一相的材料选自热解碳PyC、氮化硼BN、掺硼碳BC和MAX相，特别是硅碳化钛Ti₃SiC₂。

7.根据权利要求1至6任一项所述的部件，其特征在于所述界面具有0.01微米和2微米之间的厚度。

8.一种用于制备具有陶瓷基体的复合材料部件的方法，所述方法包括制备纤维预成型体，以及通过由数个陶瓷层组成的基体将所述纤维预成型体致密化，所述数个陶瓷层具有置于两个相邻的陶瓷基体层之间的裂纹-转向界面，其中所述界面由以下部分制成：

第一相，所述第一相由能够促进根据在横向方向上的第一传播模式通过与所述界面相邻的两个陶瓷基体层之一到达所述界面的裂纹的转向的材料制成，从而使得所述裂纹的传播根据第二传播模式沿着所述界面继续，和

第二相，所述第二相由离散的接触垫组成，所述接触垫分布于所述界面内，并能够促进根据第二传播模式沿着所述界面传播的裂纹的转向，从而使得所述裂纹的传播被转向，并根据所述第一传播模式通过与所述界面相邻的另一陶瓷基体层继续。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于所述界面由通过化学气相渗透的所述第一相和所述第二相的共沉积而制得。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于所述界面如下制得：在所述第一相材料的连续层的陶瓷基体层上进行化学气相渗透沉积、局部消除所述沉积层的材料以形成不连续层，并通过沉积组成所述第二相的材料而填充由此形成的空间。

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于所述界面如下制得：在所述第一相的组成材料或材料前体的陶瓷基体层上进行不连续沉积以形成互相间隔的块，并通过沉积组成所述第二相的材料而填充所述块之间的空间。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于所述不连续沉积如下进行：在液体载体中悬浮所述第一相的组成材料或材料前体的颗粒；用所述悬浮体浸渍所述陶瓷基体层；并消除所述液体载体以获得分散于所述陶瓷基体层表面上的颗粒。

13.根据权利要求10和11任一项所述的方法，其特征在于所述不连续沉积由所述第一相材料的前体材料形成，并且所述前体材料的转换通过在随后陶瓷基体层的形成过程中与气相的化学反应而实现。

14.根据权利要求10至13任一项所述的方法，其特征在于所述空间的填充通过在随后陶瓷基体层的形成过程中的陶瓷材料沉积而实现。

15.根据权利要求8所述的方法，其特征在于所述界面如下制得：在陶瓷基体层上形成结节，所述结节形成所述第二相的离散的接触垫，并沉积组成所述第一相的材料的层。