[发明专利]生产用于测量陶瓷基复合材料部件中形变的装置的方法及相应部件

说明书

本发明涉及生产用于测量陶瓷基复合材料部件中形变的装置的方法以及相应的部件。根据生产用于测量陶瓷基复合材料部件(1)，尤其是航空部件中形变的装置(3)的方法，首先在所述部件(1)上形成电绝缘涂层(2)，并且随后在所述涂层(2)上，布置形变测量工具(3)，所述方法的特征在于，所述涂层(2)包括稀土氧化物。

技术领域

本发明属于生产用于测量陶瓷基复合材料部件中形变的装置的领域。

背景技术

在航空领域，使用陶瓷基复合材料(CMC)代替金属材料来尤其制造涡轮机部件变得越来越普遍。

表述“陶瓷基复合材料”应理解为是指由嵌入由相同类型的化合物制成的基体中的碳和/或碳化硅纤维以及有时还有莫来石(3Al₂O₃，2SiO₂)组成的复合材料。该CMC可完全由嵌入相同性质的基体中的SiC纤维组成。

这种材料的用途尤其通过它们对高温的高耐受性来解释。

当然，有必要为这些部件配备仪器，即为它们配备形变测量装置(换言之，测量工具)，以在测试期间，能够分析这些部件所承受的应力。

然而，出于多种原因，需要改进在当前航空部件上开发的技术。

对于安装的测量工具，通常使用用于金属部件的氧化铝子层来接收测量工具，以促进测量工具在航空部件上的良好粘附，并且由此保证测量工具的良好测量质量。

但是，如果航空部件和子层的膨胀系数相差太大，这相当于测量子层中的应力，而不是真正测量航空部件中的应力。

此外，存在在金属/子层界面处产生过高应力且从而导致测量工具脱离的风险。

就CMC航空部件而言，它们要承受高于1300℃的温度，这就需要使用同样能够承受这些温度的材料。

此外，CMC的膨胀小于金属，因此迄今为止使用的侧链工具结合方法并不能直接适用。

最后，CMC是一种导电材料。由于测量工具的工作原理在于其电阻，因此不能与导电材料直接接触。

因此，需要改进通过形变测量装置对尤其是CMC航空部件中形变的测量。

同样的情况下，EP1990633和FR2915493描述了用于生产形变测量装置的方法以及相应的测量装置。

这些已知工艺的共同点是它们包括在CMC部件上沉积氧化铝涂层的步骤，然后在该涂层上施加形变测量工具。

因此，氧化铝涂层充当CMC部件和测量工具之间的电绝缘体。

总体来说，这种技术是令人满意的。然而，尽管采取了所有预防措施，在某些情况下还是观察到涂层的电阻问题，以及尤其是涂层/CMC界面处的层分离问题。

这种现象可能归因于在高温下氧化铝这一方与另一方CMC的膨胀系数之间存在显著差异。

还需要对已知的工艺进行改进以改进通过形变测量装置对尤其是CMC航空部件进行的形变测量。

此外，WO2018/127664描述了一种包括衬底的部件，其中该部件具有与衬底表面相邻的含硅材料的至少一个部分，以及形成在衬底表面上的包含稀土化合物的环境屏障。

因此，本发明的目的是提供对于上述需求的解决方案。

发明内容

为此，本发明涉及一种生产用于测量陶瓷基复合材料部件，尤其是航空部件中形变的装置的方法，根据所述方法，首先在所述部件上形成电绝缘涂层，并且随后在所述涂层上，布置形变测量工具。

根据本发明，所述涂层包括稀土氧化物。