[发明专利]分段式碳纤维预成形件

说明书

本发明在一些示例中描述了一种技术，该技术包括以交错结构对准多个碳预成形件节段，其中，多个碳预成形件节段中的每个碳预成形件节段包括含有多个碳纤维或碳泡沫中的至少一个的碳本体以及包含硅颗粒的硅基混合物。该技术可以包括加热交错结构以使得硅颗粒与碳本体反应从而将多个碳预成形件节段结合在一起并形成陶瓷基复合材料部件。

技术领域

本发明涉及陶瓷基复合材料，诸如由陶瓷基复合材料制成的飞行器制动盘的制造。

背景技术

陶瓷基复合材料是包括含有用碳纤维增强的碳的基体的复合材料。陶瓷基复合材料部件能够用于许多高温应用中。例如，航空航天工业使用陶瓷基复合材料部件作为用于商业和军用飞行器的摩擦材料，诸如，制动摩擦材料。

一些复合材料部件（诸如用于航空航天工业的一些陶瓷基复合材料制动盘）可以由包括多层碳纤维的碳纤维预成形件制造，其可以使用例如化学气相沉积/化学气相渗透（CVD/CVI）、真空/压力渗透（VPI）或树脂转移模制（RTM）而密化以便用碳或碳前驱体材料渗透纤维预成形件。

发明内容

在一些示例中，本发明描述了用于形成陶瓷基复合材料部件的技术，该技术包括以交错结构对准多个碳预成形件节段，其中，多个碳预成形件节段中的每个碳预成形件节段包括碳本体和硅基混合物，碳本体包括多个碳纤维或碳泡沫中的至少一个，硅基混合物包括硅颗粒。该技术可以包括加热该交错结构以便使硅颗粒与碳本体反应从而将多个碳预成形件节段结合在一起并形成陶瓷基复合材料部件。

在一些示例中，本发明描述了一种组件，该组件包括以交错结构对准的多个碳预成形件节段以使得直接相邻的碳预成形件节段彼此直接接触，其中，多个碳预成形件节段的每一个包括碳本体和硅基混合物，碳本体包括多个碳纤维或碳泡沫，硅基混合物包括沉积在碳本体上的硅颗粒。

在一些示例中，本发明描述了一种陶瓷基复合材料部件，该陶瓷基复合材料部件包括限定了由碳化硅材料反应性地结合在一起的多个碳材料区域的复合材料本体，其中，多个碳材料区域包括多个碳纤维或碳泡沫，以及其中，多个碳材料区域以交错结构对准。

在以下附图和说明书中阐述了本发明的一个或多个示例的细节。本发明的其他特征、目标和优点将从说明书和附图以及从权利要求中而明确。

本发明包括以下方案：

方案1.一种用于形成陶瓷基符合材料组件的方法，所述方法包括：

以交错结构对准多个碳预成形件节段，其中，所述多个碳预成形件节段中的每个碳预成形件节段包括：

碳本体，所述碳本体包括多个碳纤维或碳泡沫中的至少一个，以及

硅基混合物，所述硅基混合物包括涂覆在所述碳本体上的硅颗粒；以及

加热所述交错结构以便使所述硅颗粒与所述碳本体反应从而使所述多个碳预成形件节段结合在一起并且形成所述陶瓷基复合材料部件。

方案2.根据方案1所述的方法，进一步包括：对于所述多个碳预成形件节段中的每个碳预成形件节段：

形成所述碳本体；以及

用所述硅基混合物涂覆所述碳本体。

方案3．根据方案2所述的方法，其中，形成所述碳本体包括：

针刺包括碳前驱体纤维的多个纤维层；

碳化所述碳前驱体纤维以便形成所述多个碳纤维；以及

密化所述碳本体。

方案4．根据方案2所述的方法，其中，用所述硅基混合物涂覆所述碳本体包括下述内容中的至少一个：将所述碳本体浸没在所述硅基混合物中，在所述碳本体上喷涂所述硅基混合物，或者在所述碳本体上滑涂所述硅基混合物。