[发明专利]碳纤维预成形件的振动辅助致密

说明书

本发明涉及碳纤维预成形件的振动辅助致密。本公开在一些例子中描述了如下技术，其包括：将碳粉末和树脂粉末放置在纤维预成形件的表面上，其中纤维预成形件包括多个纤维并且限定在多个纤维之间的间隙空间；以及使纤维预成形件振动以允许碳粉末和树脂粉末渗透在纤维预成形件的多个纤维之间的间隙空间以形成渗透的预成形件。

技术领域

本公开涉及碳-碳复合材料，比如由碳-碳复合材料制成的飞行器制动盘的制造。

背景技术

碳-碳复合材料是这样的复合材料，其包括利用碳纤维增强的包括碳的基质。碳-碳（C-C）复合物部件可被用在许多高温应用中。例如，航空和航天工业采用C-C复合物部件作为用于商业和军事飞行器的摩擦材料，比如制动摩擦材料。

一些碳-碳复合物，比如用在航空与航天工业中的一些碳-碳复合物制动盘，可由包括碳纤维层的碳纤维预成形件制成，所述碳纤维预成形件可利用若干工艺中的一种或多种致密，包括化学气相淀积/化学气相渗透（CVD/CVI）、真空/压力渗透（VPI）、或树脂传递模塑（RTM），以利用碳或碳前体材料渗透纤维预成形件。

发明内容

在一些示例中，本公开描述了如下技术，其包括：将碳粉末和树脂粉末放置在纤维预成形件的表面上，其中纤维预成形件包括多个纤维并限定在多个纤维之间的间隙空间；以及使纤维预成形件振动以允许碳粉末和树脂粉末渗透纤维预成形件的多个纤维之间的间隙空间，从而形成渗透的预成形件。

在一些示例中，本公开描述了如下技术，其包括：机加工碳-碳复合物的外表面以形成碳粉末；将碳粉末与树脂粉末混合以形成粉末混合物；以及通过在纤维预成形件的表面上放置粉末混合物并使纤维预成形件振动来渗透纤维预成形件的纤维之间的间隙空间。

在一些示例中，本公开描述了渗透纤维预成形件，其包括：包括多个纤维的纤维预成形件，所述多个纤维限定在多个纤维之间的间隙空间；和在多个纤维之间的间隙空间中的粉末混合物，其中粉末混合物包含碳粉末和树脂粉末。

在附图和以下的描述中陈述了本公开的一个或多个示例的细节。本公开的其它的特征、目标、和优点将从描述和图、以及从权利要求中显见。

附图说明

图1A是示例物品的示意性透视剖视图，其包括至少部分渗透有碳粉末和树脂粉末的纤维预成形件。

图1B是图1A的纤维预成形件的近摄的示意性剖视图。

图2是示例的C-C复合物部件的示意性图示，其正受到机加工过程，因而产生作为副产物的碳铣削废料。

图3是由多个碳纤维层或碳前体纤维层形成的示例纤维预成形件的分解透视图的示意图。

图4-6是流程图，图示了制造物品，比如图1A的物品的示例技术。

具体实施方式

本公开描述了用于致密纤维预成形件的技术，所述纤维预成形件用于形成碳-碳（C-C）复合物，该碳-碳（C-C）复合物例如可被用于形成盘式制动器。所描述的纤维预成形件包括多个碳纤维层。如将在本文中描述的，在一些示例中，示例技术可包括将包括碳粉末和树脂粉末的干的颗粒混合物放置在纤维预成形件的外表面上。然后，干的颗粒混合物可利用施加的振动、辅以重力渗透到纤维预成形件的内凹进（例如，纤维预成形件的纤维之间的间隙空间）中以形成渗透的预成形件。

图1A是示例物品10的示意性的透视剖视图，其包括可被用于制造致密的碳-碳复合物的纤维预成形件12。如所示的，物品10包括放置在纤维预成形件12的外表面16上的呈大致干燥形式（例如，没有溶剂或液态载体材料或带有极少量的溶剂或液态载体材料）的碳粉末24和树脂粉末26。图1A还在概念上图示了对纤维预成形件12的振动力20的施加，其导致粉末混合物14的至少一些渗透到纤维预成形件12的内凹进（例如，纤维预成形件12的多个纤维之间的间隙空间）中。