[发明专利]将负载的浆料注入纤维织构体的方法

说明书

一种制造由复合材料制成的部件的方法，所述方法包括以下步骤：‑将包含悬浮在液相中的至少一种难熔陶瓷颗粒(CR)粉末的浆料(BC)注入纤维织构体(10)中，‑过滤浆料的液相并将耐火陶瓷颗粒粉末保留在所述织构体内，以获得负载有耐火陶瓷颗粒的纤维预制件，‑通过处理存在于纤维织构体中的耐火陶瓷颗粒以在所述织构体中形成耐火基质来使纤维织构体致密化。该方法还包括在压力下注入浆料(BC)的步骤之前，用载液(FP)对纤维织构体(10)进行预饱和的步骤，该步骤包括将载液注入到所述织构体中。

发明背景

本发明涉及用于制造部件的方法，所述部件由热结构复合材料制得，特别是由氧化物/氧化物或陶瓷基质复合物(CMC)类型制成，即包括由耐火陶瓷材料制成的纤维形成的纤维增强件，该耐火陶瓷材料被也是由耐火陶瓷材料制成的基质致密化。本发明更特别地涉及通过液体方法由氧化物/氧化物或CMC复合材料制造部件，该方法包括以下步骤：用浆料浸渍纤维增强件，例如在氧化物/氧化物复合材料的情况中用负载有氧化铝颗粒的浆料进行浸渍，或者在CMC复合材料的情况中用负载有碳化硅颗粒(SiC)的浆料进行浸渍。

浸渍步骤是通过在纤维增强件中加压注入负载的浆料(通常为10体积％至40体积％)(“浆料传递模塑(Slurry Transfer Moulding)”，即STM)来进行的。用于注入的浆料是轻负载的，以便特别是对于在纤维增强件的体积中输送填料具有稳定的粘度。在这种情况下，必须排出或过滤浆料的液相，以获得固体填料对纤维增强件中存在的残余孔隙的最佳填充。在文献WO 2016/102839中特别描述了这种方法。

在SiC/SiC材料的情况中，对加载的浆料进行注入和过滤的步骤是在纤维坯料上进行的，该纤维坯料通过三维(3D)编织获得，并通过化学气相渗透(CVI)进行了固结或预致密化。具有固定孔隙网络的不可压缩坯料的纱间总残余孔隙率为25体积％至45体积％。然而，3D纤维坯料或由纤维层片堆叠形成的坯料具有复杂的孔隙网络，这导致难以监测负载的浆料对纤维坯料的填充。因此，将负载的悬浮液注入或过滤到纤维织构体中的步骤没有得到很好的控制，这导致在最终部件中存在孔隙。

图4示出了根据现有技术的由SiC/SiC复合材料制成的部件300的截面的两张显微照片，即此处是通过互锁编织的方式在纬纱层和经纱层之间进行3D编织而形成并且被SiC基质320致密化的SiC纤维增强件310。部件300的制造方式与上述相同，也就是说，通过从SiC纤维织构体的薄片或表面注入负载有SiC颗粒的浆料来制造，该注入在类似于众所周知的称为“RTM”(“树脂传递模塑(Resin Transfer Moulding)”)的注塑工艺的条件下进行。从图4中可以看出，部件300包括纱间孔隙330，其对应于初始存在于纤维增强件中但尚未填充SiC基质的孔隙。

在氧化物/氧化物材料的情况中，在具有双孔隙网络(即纱内孔隙网络和纱间孔隙网络)的纤维织构体中注入负载的浆料。同样，由于进入纤维织构体的整个孔隙网络的复杂性，已经观察到注入和过滤存在困难，导致在所得材料中存在孔隙或缺少基质的区域。

发明目的和概述

本发明的目的在于克服上述缺点并提出一种解决方案，该解决方案使得可以由具有复杂和/或厚的几何结构的纤维织构体，利用复合材料，特别是氧化物/氧化物或CMC类型的复合材料来制造部件，并且该制造通过对固体颗粒在纤维织构体中沉积和分布的良好监控而以可靠且可重复的方式进行，从而获得具有非常低的残余孔隙率并因此改善了性能的材料。

为此，本发明提供一种制造由复合材料制成的部件的方法，所述方法包括以下步骤：

-由耐火陶瓷纤维形成纤维织构体，

-将纤维织构体放入注塑模具的模腔中，

-将包含悬浮在液相中的至少一种难熔陶瓷颗粒粉末或难熔陶瓷前体颗粒的浆料注入纤维织构体中，