[发明专利]分层碳纤维预制件

说明书

本发明题为“分层碳纤维预制件”。一种用于碳‑碳复合材料的预制件，包括叠置并针刺在一起的多个纤维层。多个纤维层中的每个纤维层包括网状纤维和丝束纤维，网状纤维和丝束纤维各自包括碳纤维或碳‑前体纤维中的至少一种。多个纤维层包括第一纤维层、第二纤维层和第三纤维层，该第三纤维层定位在第一纤维层与第二纤维层之间。第三纤维层包括以下中的至少一者：小于第一纤维层的网状纤维与丝束纤维的比率的网状纤维与丝束纤维的比率、大于第一纤维层的面积重量的面积重量、或者大于第一纤维层的预针刺厚度的预针刺厚度。

技术领域

本公开涉及碳-碳复合材料的制造，诸如由碳-碳复合材料制成的飞机制动盘的制造。

背景技术

碳-碳复合材料是包括基质的复合材料，该基质包括用碳纤维增强的碳。碳-碳(C-C)复合材料部件可用于许多高温应用中。例如，航空航天工业采用C-C复合材料部件作为商用和军用飞机的摩擦材料，诸如制动器摩擦材料。

一些碳-碳复合材料，诸如用于航空航天工业的一些碳-碳复合材料制动盘，可由包括碳纤维层的多孔预制件制造，其可使用包括化学气相沉积/化学气相渗透(CVD/CVI)、真空/压力渗透(VPI)或树脂转移模塑(RTM)在内的若干种工艺中的一种或多种来致密化以用碳渗透多孔预制件。在致密化过程之前，可使一些预制件经受针刺处理。

发明内容

在一些示例中，本公开描述了一种用于碳-碳复合材料的预制件，该预制件包括叠置并针刺在一起的多个纤维层，多个纤维层中的每个纤维层包括网状纤维和丝束纤维，其中丝束纤维和网状纤维包括碳纤维或碳-前体纤维。多个纤维层包括第一纤维层、第二纤维层和定位在第一纤维层与第二纤维层之间的第三纤维层，其中第三纤维层包括以下中的至少一者：小于第一纤维层的网状纤维与丝束纤维的比率的网状纤维与丝束纤维的比率；大于第一纤维层的面积重量的面积重量；或者大于第一纤维层的预针刺厚度的预针刺厚度。

在一些示例中，本公开描述了一种方法，该方法包括将多个纤维层叠置并针刺在一起以形成碳-碳复合材料的预制件，其中多个纤维层中的每个纤维层包括网状纤维和丝束纤维，其中丝束纤维和网状纤维包括碳纤维或碳-前体纤维。多个纤维层包括第一纤维层、第二纤维层和定位在第一纤维层与第二纤维层之间的第三纤维层，其中第三纤维层包括以下中的至少一者：小于第一纤维层的网状纤维与丝束纤维的比率的网状纤维与丝束纤维的比率；大于第一纤维层的面积重量的面积重量；或者大于第一纤维层的预针刺厚度的预针刺厚度。

在一些示例中，本公开描述了一种碳-碳复合材料，该碳-碳复合材料包括碳基质材料和叠置并针刺在一起的多个纤维层。多个纤维层中的每个纤维层包括网状纤维和丝束纤维，其中丝束纤维和网状纤维包括碳纤维。多个纤维层包括第一纤维层、第二纤维层和定位在第一纤维层与第二纤维层之间的第三纤维层，其中第三纤维层包括以下中的至少一者：小于第一纤维层的网状纤维与丝束纤维的比率的网状纤维与丝束纤维的比率；大于第一纤维层的面积重量的面积重量；或者大于第一纤维层的预针刺厚度的预针刺厚度。

本公开的一个或多个示例的细节在以下附图和说明书中阐述。本公开的其他特征、目的和优点将从描述和附图以及从权利要求书中显而易见。

附图说明

图1是示出示例车轮和制动器组件的概念图，该车轮和制动器组件可包括根据本公开的技术形成的一个或多个C-C复合材料盘式制动器。

图2是可用于制造致密化的C-C复合材料(诸如图1的转子和定子制动盘)的示例纤维预制件的示意性透视图。

图3是可用于形成图2的纤维预制件的相应的纤维层的至少一部分的示例双面织物的示意图。

图4是可由图2的纤维预制件制备的呈盘式制动器形状的示例C-C复合材料的透视图。

图5是说明分别制造图2和图4的纤维预制件和C-C复合材料的示例技术的流程图。

具体实施方式