[發(fā)明專利]一種基于先驅(qū)體浸漬裂解工藝制備歐米茄形長桁的方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010977892.6 | 申請日： | 2020-09-17 |
| 公開（公告）號： | CN112125679A | 公開（公告）日： | 2020-12-25 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 邱海鵬;劉善華;劉時劍;謝巍杰;陳明偉;趙禹良;張冰玉;關(guān)宏;王啟明 | 申請（專利權(quán)）人： | 中航復(fù)合材料有限責任公司;中國航空制造技術(shù)研究院 |
| 主分類號： | C04B35/622 | 分類號： | C04B35/622;C04B35/80;C04B35/571;C04B35/58;C04B35/589 |
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| 地址： | 101300*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 先驅(qū) 浸漬 裂解 工藝 制備 歐米茄形長桁 方法 | ||
1.一種基于先驅(qū)體浸漬裂解工藝制備歐米茄形長桁的方法，其特征在于，包括以下操作步驟：
(1)采用連續(xù)纖維束編織纖維預(yù)制體平板，制備纖維預(yù)制體；
(2)設(shè)計成型工裝：依據(jù)歐米茄形長桁的外形尺寸設(shè)計成形制備工裝，所述成型制備工裝包括上模、芯模、定位銷、浸漬流道、鎖緊螺母和真空袋；
(3)歐米茄形長桁纖維預(yù)制體的等靜壓成型：將步驟(1)中得到的纖維預(yù)制體放入步驟(2)制得的成形制備工裝的芯模中并放入真空袋中抽真空，而后一并放入氣壓釜中加壓成形，得到歐米茄形長桁纖維預(yù)制體；
(4)界面層制備：將歐米茄形長桁纖維預(yù)制體放入化學氣相沉積爐中制備界面層；
(5)陶瓷先驅(qū)體溶液浸漬：將沉積界面層的歐米茄形長桁纖維預(yù)制體放入成型制備工裝中固定后置于真空浸漬設(shè)備中，用真空泵對真空浸漬設(shè)備抽真空，真空浸漬設(shè)備內(nèi)腔壓力100Pa時，將陶瓷先驅(qū)體溶液通過不銹鋼管路引入真空浸漬設(shè)備內(nèi)腔，最終使沉積界面層的歐米茄形長桁纖維預(yù)制體全部淹沒于陶瓷先驅(qū)體溶液中，浸漬處理12-48h；
(6)高溫裂解，將浸漬陶瓷先驅(qū)體溶液的歐米茄形長桁纖維預(yù)制體連同成型制備工裝一并放入高溫裂解爐中高溫裂解；高溫裂解環(huán)境為真空環(huán)境或氣氛環(huán)境中的一種，升溫至先驅(qū)體陶瓷化轉(zhuǎn)變點溫度后保溫0.5-2h；
(7)重復(fù)步驟5和步驟6至3-4次循環(huán)后，得到多孔的歐米茄形長桁，將多孔的歐米茄形長桁從成型制備工裝中脫模，將多孔的歐米茄形長桁置于真空浸漬設(shè)備中，用真空泵對真空浸漬設(shè)備抽真空，真空浸漬設(shè)備內(nèi)腔壓力100Pa時，將陶瓷先驅(qū)體溶液通過不銹鋼管路引入真空浸漬設(shè)備內(nèi)腔，最終多孔的歐米茄形長桁淹沒于陶瓷先驅(qū)體溶液，保持12-48h，然后將其再次放入歐米茄石墨模具工裝中并置于高溫裂解爐中進行裂解，高溫裂解環(huán)境為真空環(huán)境或氣氛環(huán)境中的一種，升溫至先驅(qū)體陶瓷化轉(zhuǎn)變點溫度后保溫0.5-2.0h，脫模稱重，重復(fù)浸漬-裝模-高溫裂解-脫模過程，待浸漬裂解后的歐米茄形長桁的重量與前次浸漬裂解后質(zhì)量增重率小于1％時，完成歐米茄形長桁的基體致密化過程，得到致密化的歐米茄形長桁坯體；
(8)歐米茄形長桁坯體的加工；將步驟7中致密化的歐米茄形長桁坯體按照圖紙要求進行加工，得到凈尺寸的歐米茄形長桁。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于先驅(qū)體浸漬裂解工藝制備歐米茄形長桁的方法，其特征在于，所述的連續(xù)纖維束包括但不限于碳纖維束、碳化硅纖維束、氮化硅纖維束。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于先驅(qū)體浸漬裂解工藝制備歐米茄形長桁的方法，其特征在于，所述的纖維預(yù)制體結(jié)構(gòu)包括二維疊層結(jié)構(gòu)、2.5維結(jié)構(gòu)、三維四向結(jié)構(gòu)中的任意一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種基于先驅(qū)體浸漬裂解工藝制備歐米茄形長桁的方法，其特征在于，自由狀態(tài)時纖維預(yù)制體的厚度誤差與構(gòu)件的設(shè)計厚度正誤差不大于10％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于先驅(qū)體浸漬裂解工藝制備歐米茄形長桁的方法，其特征在于，所述成形制備工裝的芯模和真空袋分別用于形面和角度控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種基于先驅(qū)體浸漬裂解工藝制備歐米茄形長桁的方法，其特征在于，上述步驟(3)中，模壓時，模壓方式采用真空袋和氣壓爐加壓的方式，模壓壓力為2-5MPa，模壓時間為0.5h-2.0h，在上模和芯模的外側(cè)型面處設(shè)有開孔，開孔大小直徑3-5mm，孔間距10-20mm，開孔位置對應(yīng)歐米茄上形、下形面和過渡面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于先驅(qū)體浸漬裂解工藝制備歐米茄形長桁的方法，其特征在于，上述步驟(4)中，界面層包括熱解碳界面層或氮化硼界面層中的一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于先驅(qū)體浸漬裂解工藝制備歐米茄形長桁的方法，其特征在于，上述步驟(5)中，先驅(qū)體溶液包括但不限于碳化硅陶瓷先驅(qū)體溶液、氮化硅陶瓷先驅(qū)體溶液、硅硼碳氮陶瓷先驅(qū)體溶液中的任意一種或多種組合。
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