硅基修补方法和组合物技术

本文说明一种硅基修补制剂，该制剂包含约25至66%体积溶剂；约4至10%体积含硅粘合材料；和约30至65%体积修补材料，该修补材料包含具有一种或多种非锕系第IIIA族元素的颗粒，其中修补制剂内一种或多种非锕系第IIIA族元素与硅的摩尔比为约0.95至1.25。

【技术实现步骤摘要】
专利技术背景本公开主要涉及修补硅基基材内布置的空腔。更具体地讲，本公开涉及用于例如修补硅基基材内空腔的硅基修补制剂和由其制成的所得修补材料。
硅基陶瓷材料目前用于燃气涡轮发动机的高温组件，例如翼片(例如，叶片和叶轮)、燃烧器衬里和外壳。例如，硅基陶瓷材料，例如，陶瓷基质复合材料(CMC)，可包括增强陶瓷基质相的纤维或由其制成。例如，CMC可提供与其它常规材料(例如，铁、镍和/或钴基超合金)相比的高温机械、物理和/或化学性质的理想组合。
虽然硅基陶瓷材料显示合乎需要的高温特性，但在燃烧环境由于在暴露于反应性物质(例如，水蒸气)时挥发，这些材料可能遭受快速凹陷。在这些情况下，保护性涂层，在本文中一般称为环境隔离涂层(EBC)，用于保护硅基陶瓷材料免受挥发过程。
专利技术概述本文说明一种硅基修补制剂，该制剂包含约25至66%体积溶剂；约4至10%体积含硅粘合材料；和约30至65%体积修补材料，该修补材料包含具有一种或多种非锕系第IIIA族元素的颗粒，其中修补制剂内一种或多种非锕系第IIIA族元素与硅的摩尔比为约0.95至1.25。
在另一个实施方案中，本文说明一种硅基耐环境修补制剂，该修补制剂包含约2至10%体积固化的粘合材料，其中固化的粘合材料包含固化的硅基粘合材料；和约90至98%体积固化的修补材料，其中固化的修补材料包含具有一种或多种非锕系第IIIA族元素的颗粒，其中耐环境修补材料内一种或多种非锕系第IIIA族元素与硅的摩尔比为约0.95至1.25。
在另一个实施方案中，本文说明一种方法，所述方法包括，热处理在硅基基材空腔内布置的硅基修补制剂，热处理有利于在空腔内形成硅基耐环境修补制剂，其中硅基耐环境修补制剂包含固化的含硅粘合材料和包含具有一种或多种非锕系第IIIA族元素的颗粒的固化的修补材料，其中硅基耐环境修补制剂内一种或多种非锕系第IIIA族元素与硅的摩尔比为约0.95至1.25。
本专利技术包括以下方面：
方面1.一种硅基修补制剂，所述制剂包含：
约25至66%体积溶剂；
约4至10%体积含硅粘合材料；和
约30至65%体积修补材料，所述修补材料包含具有一种或多种非锕系第IIIA族元素的颗粒，其中硅基修补制剂内一种或多种非锕系第IIIA族元素与硅的摩尔比为约0.95至1.25。
方面2.方面1的硅基修补制剂，其中所述具有一种或多种非锕系第IIIA族元素的颗粒包括一种或多种选自稀土单硅酸盐(RE2SiO5)和稀土二硅酸盐(RE2Si2O7)的稀土材料，其中所述稀土材料选自非锕系第IIIA族元素。
方面3.方面1的硅基修补制剂，其中所述具有一种或多种非锕系第IIIA族元素的颗粒具有至少双峰粒径分布，其中第一分布峰的粒径大于第二分布峰的粒径。
方面4.方面3的硅基修补制剂，其中所述第一分布的体积分数小于修补材料的80%，所述第二分布的体积分数小于修补材料的80%，其中第一分布和第二分布的体积分数基本上占修补材料的100%。
方面5.方面3的硅基修补制剂，其中所述第一分布的体积分数小于修补材料的60%，所述第二分布的体积分数小于修补材料的60%，其中第一分布和第二分布的体积分数基本上占修补材料的100%。
方面6.方面3的硅基修补制剂，其中所述第一分布的粒径在约10至50μm范围内，所述第二分布的粒径在约0.5至10μm范围内。
方面7.方面1的硅基修补制剂，其中所述具有一种或多种非锕系第IIIA族元素的颗粒具有至少三峰粒径分布，其中第一分布峰的粒径大于第二分布峰的粒径，第二分布峰的粒径大于第三分布峰的粒径。
方面8.方面7的硅基修补制剂，其中所述第一分布的体积分数小于修补材料的80%，所述第二分布的体积分数小于修补材料的50%，所述第三分布的体积分数小于修补材料的50%，其中第一分布、第二分布和第三分布的体积分数基本上占修补材料的100%。
方面9.方面7的硅基修补制剂，其中所述第一分布的体积分数小于修补材料的60%，所述第二分布的体积分数小于修补材料的30%，所述第三分布的体积分数小于修补材料的30%，其中第一分布、第二分布和第三分布的体积分数基本上占修补材料的100%。
方面10.方面6的硅基修补制剂，其中所述第一分布的粒径在约10至50μm范围内，所述第二分布的粒径在约5至15μm范围内，所述第三分布的粒径在约0.5至5μm范围内
方面11.方面1的硅基修补制剂，其中所述溶剂包括促进含硅粘合材料溶解的有机溶剂。
方面12.方面11的硅基修补制剂，其中所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、丁醇、丙醇、戊醇、己醇、辛醇、壬醇、癸醇、十二烷醇。
方面13.方面1的硅基修补制剂，其中所述粘合材料包括交联聚有机硅氧烷树脂。
方面14.一种硅基耐环境修补制剂，所述修补制剂包含：
约2至10%体积固化的含硅粘合材料；
约90至98%体积固化的修补材料，其中所述固化的修补材料包含具有一种或多种非锕系第IIIA族元素的颗粒；并且
其中硅基耐环境修补制剂内一种或多种非锕系第IIIA族元素与硅的摩尔比为约0.95至1.25。
方面15.方面14的硅基耐环境修补制剂，所述修补制剂进一步具有至少约3MPa的粘合强度和约3.5至7ppm/℃的热膨胀系数。
方面16.方面14的硅基耐环境修补制剂，其中所述具有一种或多种非锕系第IIIA族元素的颗粒包括一种或多种选自稀土单硅酸盐(RE2SiO5)和稀土二硅酸盐(RE2Si2O7)的稀土材料，其中所述稀土材料选自非锕系第IIIA族元素。
方面17.方面14的硅基耐环境修补制剂，其中所述具有一种或多种非锕系第IIIA族元素的颗粒具有至少双峰粒径分布，其中第一分布峰的粒径大于第二分布峰的粒径。
方面18.方面17的硅基耐环境修补制剂，其中所述第一分布的体积分数占固化的修补材料的小于60%，所述第二分布的体积分数占固化的修补材料的小于60%，其中第一分布和第二分布的体积分数基本上占修补材料的100%。
方面19.方面17的硅基耐环境修补制剂，其中所述第一分布的粒径在约10至50μm范围内，所述第二分布的粒径在约0.5至10μm范围内。
方面20.方面14的硅基耐环境修补制剂，其中所述具有一种或多种非锕系第IIIA族元素的颗粒具有至少三峰粒径分布，其中第一分布峰的粒径大于第二分布峰的粒径，第二分布峰的粒径大于第三分布峰的粒径。
方面21.方面20的硅基耐环境修补制剂，其中所述第一分布的体积分数占固化的修补材料的小于60%，所述第二分布的体积分数占固化的修补材料的小于30%，所述第三分布的体积分数占固化的修补材料的小于30%，其中第一分布、第二分布和第三分布的体积分数基本上占修补材料的100%。
方面22.方面20的硅基耐环境修补制剂，其中所述第一分布的粒径在约10至50μm范围内，所述第二分布的粒径在约5至15μm范围内，所述第三分布的粒径在约0.5至5μm范围内
方面23.方面14的硅基耐环境修补制剂，其中所述固化的含硅粘合材料包括固化的交联聚有机硅氧烷树脂，所述固化的交联聚有机硅氧烷树脂包含二氧化硅。
方面24.一种方法，所述方法包括：
热处理在硅基基材空腔内布置的硅基修补制剂，热处理有利于在空腔内形成硅基耐环本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅基修补制剂，所述制剂包含：约25至66%体积溶剂；约4至10%体积含硅粘合材料；和约30至65%体积修补材料，所述修补材料包含具有一种或多种非锕系第IIIA族元素的颗粒，其中硅基修补制剂内一种或多种非锕系第IIIA族元素与硅的摩尔比为约0.95至1.25。

【技术特征摘要】
2015.01.05 US 14/589,0211.一种硅基修补制剂，所述制剂包含：
约25至66%体积溶剂；
约4至10%体积含硅粘合材料；和
约30至65%体积修补材料，所述修补材料包含具有一种或多种非锕系第IIIA族元素的颗粒，其中硅基修补制剂内一种或多种非锕系第IIIA族元素与硅的摩尔比为约0.95至1.25。
2.权利要求1的硅基修补制剂，其中所述具有一种或多种非锕系第IIIA族元素的颗粒包括一种或多种选自稀土单硅酸盐(RE2SiO5)和稀土二硅酸盐(RE2Si2O7)的稀土材料，其中所述稀土材料选自非锕系第IIIA族元素。
3.权利要求1的硅基修补制剂，其中所述具有一种或多种非锕系第IIIA族元素的颗粒具有至少双峰粒径分布，其中第一分布峰的粒径大于第二分布峰的粒径。
4.权利要求3的硅基修补制剂，其中所述第一分布的体积分数小于修补材料的80%，所述第二分布的体积分数小于修补材料的80%，其中第一分布和第二分布的体积分数基本上占修补材料的100%。
5.权利要求3的硅基修补制剂，其中所述第一分布的体积分数小于修补材料的60%，所述第二分布的体积分数小于修补材...

【专利技术属性】
技术研发人员：DM利普金，NE安托利诺，D佩尔施克，KP麦克沃伊，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US