[发明专利]聚丙烯腈预氧丝纤维增强复合材料轴承的加工方法

说明书

本发明涉及聚丙烯腈预氧丝纤维增强C/C‑SiC复合材料轴承的加工方法，主要步骤包括仿形预氧丝预制体的形成、原位生长微纳结构的碳纳米管、石墨烯的复合界面改性和弱温差弱压差快速均匀基体致密化与高温石墨化。本发明提供的聚丙烯腈预氧丝纤维增强C/C‑SiC复合材料轴承的加工方法，既可以发挥预氧丝预制体编织的成型优势，又能达到降低成本要求，采用C‑SiC双元炭陶基体，既能显著提高基体的高温力学保持强度，又能改善材料的抗氧化性能。本发明方法所制备轴承力学性能优异，具有耐高温、耐磨损、高导热、耐腐蚀、自润滑、抗热疲劳与热冲击性能特点，满足高性能航空发动机传动部分的轴承使用要求。

技术领域

本发明属于航空发动机技术领域，具体涉及一种聚丙烯腈预氧丝纤维增强C-SiC双元碳陶基复合材料轴承的加工方法。

背景技术

轴承是工业机械领域的关键基础件，素有“装备的关节”之称，在航空发动机设计中，轴承材料和技术始终占到90％～95％以上。可以说，轴承技术代表着发动机极限转速、耐温能力和可靠性水平。轴承性能的优劣直接影响和决定高端装备的精度、寿命、极限转速、承载能力、耐温能力、稳定性、可靠性和动态性能等关键指标，航空航天技术对高质量轴承的需求尤其迫切。目前，提高发动机推力和燃油效率的直接方法依然是提高涡轮进口温度和转子转速，而这会直接挑战轴承的极限转速性能、耐温能力、润滑性能和承载能力等，传统金属与合金制轴承在长时间苛刻工作状态下，发生的严重磨损、过热、咬死、润滑变质等问题将直接导致装备和系统的止转性恶性失效，威胁航空发动机等航空航天国防装备的使用安全。

未来航空陶瓷轴承的技术发展趋势包括：1)高韧高强材料技术；2)低成本批量稳定生产技术；3)轻质化结构，精确设计技术；4)陶瓷轴承的运行健康状态监控技术。航空传动系统技术要求结构轻、可靠性高，为此航空轴承对材料提出的基本要求为轻质、摩擦系数小、摩擦热少、强度高、导热性好、密度小、抗冲击、抗振动、抗打滑、自润滑性等特性。而现有的金属材料均未能达到上述要求。

发明内容

发明的一个目的在于提出一种聚丙烯腈预氧丝纤维增强C/C-SiC复合材料轴承的加工方法。