一种基于先驱体浸渍裂解工艺制备直角形长桁的方法技术

发明专利技术提出了一种基于先驱体浸渍裂解工艺制备直角形长桁的方法，针对先驱体浸渍裂解工艺的特点，设计了石墨模具工装，通过浸渍流道设计、高温均匀热传导控制实现了直角形长桁的小批量精确制造。本发明专利技术创新性地通过石墨模具工装的设计实现了模压成型载荷的均匀传递，保证了纤维预制体成型过程中均匀受力，厚度可控，避免了因受压不均匀而造成的成型质量不高的问题；通过合理的浸渍流道设计避免了直角形长桁致密化死角；致密化过程中确保直角形长桁整体受热传导方式加热，确保直角形长桁在升温‑裂解过程中的温度均匀性，避免因受热不均而产生热应力，最终导致直角形长桁的扭曲与变形，提高了直角形长桁的制备质量与精度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于先驱体浸渍裂解工艺制备直角形长桁的方法
本专利技术属于连续纤维增强陶瓷基复合材料的制备技术，具体涉及一种基于先驱体浸渍裂解工艺制备直角形长桁的方法。
技术介绍
与传统高温合金相比，先驱体浸渍裂解工艺制备的连续纤维增强陶瓷基复合材料的密度仅为高温合金的1/3～1/4；工作温度可提高150℃以上，是国际公认的替代高温合金作为临近空间飞行器热防护系统的理想材料。在飞行器总体结构中，长桁类结构件作为飞行器纵向承力构件，被广泛应用于机翼、机身等飞行器结构当中，是重要的构件之一，该类结构件受装配环境制约，外形大多扭曲复杂。与采用高温合金制备长桁包括的合金选材、冲压、铣削、制孔等工序不同，采用先驱体浸渍裂解工艺制备直角形长桁的工序主要包括纤维预制体的编织、成型、致密化等工序，需要针对先驱体浸渍裂解工艺的特点和长桁构件的特点设计连续纤维增强陶瓷基复合材料的成型与制备方法，使之满足装配环境约束的要求，目前没有先驱体浸渍裂解工艺制备纤维增强陶瓷基复合材料直角形长桁用于临近空间飞行器高温热端部件的报道。专利
技术实现思路
本专本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于先驱体浸渍裂解工艺制备直角形长桁的方法，其特征在于，包括以下操作步骤：/n(1)采用连续纤维束编织纤维预制体平板，制备纤维预制体；/n(2)设计成型工装：依据直角形长桁构件的外形尺寸设计石墨模具工装；/n(3)直角形长桁纤维预制体定型：将步骤(1)中得到的纤维预制体放入步骤(2)制得的石墨模具工装中定型并进行模压，得到直角形长桁纤维预制体；/n(4)界面层制备：将直角形长桁纤维预制体放入化学气相沉积炉中制备界面层；/n(5)先驱体溶液浸渍：将沉积界面层的直角形长桁纤维预制体放入石墨模具工装中固定后置于真空浸渍设备中，用真空泵对真空浸渍设备抽真空，真空浸渍设备内腔压力<100P...

【技术特征摘要】
1.一种基于先驱体浸渍裂解工艺制备直角形长桁的方法，其特征在于，包括以下操作步骤：
(1)采用连续纤维束编织纤维预制体平板，制备纤维预制体；
(2)设计成型工装：依据直角形长桁构件的外形尺寸设计石墨模具工装；
(3)直角形长桁纤维预制体定型：将步骤(1)中得到的纤维预制体放入步骤(2)制得的石墨模具工装中定型并进行模压，得到直角形长桁纤维预制体；
(4)界面层制备：将直角形长桁纤维预制体放入化学气相沉积炉中制备界面层；
(5)先驱体溶液浸渍：将沉积界面层的直角形长桁纤维预制体放入石墨模具工装中固定后置于真空浸渍设备中，用真空泵对真空浸渍设备抽真空，真空浸渍设备内腔压力<100Pa时，将先驱体溶液通过不锈钢管路引入真空浸渍设备内腔，最终使沉积界面层的直角形长桁纤维预制体全部淹没于先驱体溶液中，浸渍处理12-48小时；
(6)高温裂解：将浸渍先驱体溶液的直角形长桁纤维预制体连同石墨模具工装一并放入高温裂解炉中进行高温裂解；高温裂解环境为真空环境或气氛环境中的任意一种，升温至先驱体陶瓷化转变点温度后保温0.5-2小时；
(7)重复步骤5和步骤6至3-4次循环后，得到多孔的直角形长桁，将多孔的直角形长桁从石墨模具工装中脱模后置于真空浸渍设备中，用真空泵对真空浸渍设备抽真空，真空浸渍设备内腔压力<100Pa时，将陶瓷先驱体浸渍溶液通过不锈钢管路引入真空浸渍设备内腔，将多孔的直角形长桁再次淹没于陶瓷先驱体浸渍溶液，保持12-48h-，然后将其再次放入石墨模具工装中并置于高温裂解炉中进行高温裂解，高温裂解环境为真空环境或气氛环境中的任意一种，升温至先驱体陶瓷化转变点温度后保温0.5-2.0h，脱模称重，重复浸渍-装模-高温裂解-脱模过程，待浸渍裂解后直角形长桁的重量与前次浸渍裂解后质量增重小于1％时，完成直角形长桁的基体致密化过程，得到致密化的直角形长桁坯体；
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【专利技术属性】
技术研发人员：邱海鹏，刘善华，刘时剑，谢巍杰，陈明伟，赵禹良，张冰玉，关宏，王启明，
申请(专利权)人：中航复合材料有限责任公司，中国航空制造技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11