制造陶瓷基质复合材料的方法和由此形成的陶瓷基质复合材料技术

本发明专利技术涉及制造含硅CMC制品的方法。所述方法需要在碳化硅(SiC)纤维上沉积一个或多个涂层，牵拉所述涂布的SiC纤维穿过浆料以产生涂有浆料的纤维材料，且随后加工所述涂有浆料的SiC纤维材料以形成单向预浸渍带。将所述带堆叠且随后烧制以产生多孔预成型件。随后所述多孔预成型件通过浸渗其中的孔隙而进一步致密化，从而产生CMC制品。浸渗可通过一系列聚合物浸渗和热解(PIP)步骤、通过在用碳或一种或多种难熔金属填充在所述预成型件中的孔隙之后而熔体浸渗(MI)、通过化学气相浸渗(CVI)或通过这些浸渗技术的组合来实现。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制造陶瓷基质复合材料的方法和由此形成的陶瓷基质复合材料相关申请的交叉引用 本申请要求2011年12月29日提交的美国临时申请第61/581，129号的权益，其内容通过引用结合到本文中来。关于联邦资助的研究的声明 本专利技术是在由Navy颁发的合同N00421-08-C-0041号下在政府支持下完成。该政府对本专利技术具有一定的权利。专利技术背景 概括地讲，本专利技术涉及陶瓷基质复合(ceramic matrix composite, CMC)制品及其制造方法。更具体地讲，本专利技术涉及制造含硅CMC制品的方法，其包括能够产生在高温下表现示出合乎需要 的物理、机械和微结构性质的CMC制品的加工步骤。为了增加燃气涡轮发动机的效率，不断地探索用于燃气涡轮发动机的较高操作温度。虽然已经通过铁、镍和钴基超合金的配制实现了在高温性能方面的重大进步，但还是研究了供选的材料。CMC材料由于它们的高温性能可显著降低冷却空气需求是值得注意的实例。CMC材料通常包含包埋在陶瓷基质材料中的陶瓷纤维增强材料。该增强材料可为分散在基质材料中的不连续的短纤维或在基质材料内定向的连续纤维或纤维束，且充当CMC的本文档来自技高网...

【技术保护点】
制造含硅CMC制品的方法，所述方法包括：在碳化硅纤维上沉积一个或多个涂层；牵拉所述涂布的碳化硅纤维穿过浆料以产生涂有浆料的纤维材料；由所述涂有浆料的纤维材料制造单向预浸渍带；堆叠所述带以形成预成型件；烧制所述预成型件以产生多孔的烧制预成型件；且随后通过浸渗其中的孔隙以使所述多孔的烧制预成型件致密化以产生CMC制品。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.29 US 61/581,129;2012.11.26 US 13/685,0381.制造含硅CMC制品的方法，所述方法包括: 在碳化硅纤维上沉积一个或多个涂层； 牵拉所述涂布的碳化硅纤维穿过浆料以产生涂有浆料的纤维材料； 由所述涂有浆料的纤维材料制造单向预浸溃带； 堆叠所述带以形成预成型件； 烧制所述预成型件以产生多孔的烧制预成型件；且随后 通过浸渗其中的孔隙以使所述多孔的烧制预成型件致密化以产生CMC制品。2.权利要求1的方法,其中所述浆料的组合物包含在约1430°C-约1460°C的温度下烧制所述预成型件期间反应的元素硅和碳黑的约1:1化学计量混合物。3.权利要求1的方法，其中所述浆料的组合物包含在所述烧制步骤期间热解以形成碳焦的网络的一种或多种有机粘合剂。4.权利要求1的方法，其中所述浆料的组合物包含一种或多种难熔材料。5.权利要求4的方法，其中所述难熔材料组分选自钥、硅化钥(Mo5Si3)、碳化钥、氮化钥、钽、碳化钽、硅化钽、氮化钽、铌、碳化铌、硅化铌、氮化铌及其组合。6.权利要求1的方法 ，其还包含在所述致密化步骤之前提取在所述多孔的烧制预成型件内的残留元素硅和/或低熔点硅合金相。7.权利要求6的方法，其中所述残留元素硅和/或低熔点硅合金相使用粉末填料提取法提取。8.权利要求7的方法，其中所述粉末填料提取法用选自钥、钨、钽、铌金属和硅化铌的多孔材料进行。9.权利要求6的方法，其中所述残留元素硅和/或低熔点硅合金相使用液相提取法提取。10.权利要求6的方法，其中所述残留元素硅和/或低熔点...

【专利技术属性】
技术研发人员：GH科比，JD斯泰贝尔，ND戈斯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US