一种陶瓷基复合材料涡轮外环及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种陶瓷基复合材料涡轮外环及其制备方法，该涡轮外环的制备方法为：以含碳纤维为原材料，采用2.5维编织方法进行纤维预制体的编织；以石墨为原材料，制备涡轮外环模具；将纤维预制体放入模具中，采用化学气相沉积法依次沉积氮化硼界面层和碳化硅基体，制得陶瓷基复合材料涡轮外环坯料；对陶瓷基复合材料涡轮外环坯料进行机械加工，得陶瓷基复合材料涡轮外环半成品，然后在陶瓷基复合材料涡轮外环半成品表面沉积碳化硅陶瓷，制得陶瓷基复合材料涡轮外环成品。该陶瓷基复合材料涡轮外环可有效解决现有的涡轮外环存在的层间结合强度弱的问题。结合强度弱的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷基复合材料涡轮外环及其制备方法


[0001]本专利技术属于发动机制造
，具体涉及一种陶瓷基复合材料涡轮外环及其制备方法。

技术介绍

[0002]涡轮外环是发动机涡轮系统要结构件之一，其主要作用是组成燃气通道。涡轮外环安装在涡轮机匣上，围绕涡轮转子叶片进行对应排布，与对应的涡轮转子叶尖成对配合，构成转动部件与机匣的径向间隙。随着先进发动机的不断发展，对涡轮外环构件提出了耐更高温度、更长寿命、更轻质的要求。
[0003]目前，涡轮外环所采用的镍基和钴基高温合金材料已经难以满足下一代先进发动机安全可靠工作所必需的高温蠕变强度和高温抗氧化腐蚀能力，以及发动机的结构减重需求。陶瓷基复合材料作为一种具有低密度、耐高温、抗氧化、耐腐蚀、高韧性等各种材料优点的热结构功能一体化材料，被国际公认为是发展先进发动机高温部件最具潜力的材料之一，能够很好地满足涡轮外环构件的使用要求。
[0004]当前，陶瓷基复合材料涡轮外环主要采用二维编织布叠层缝合的预制体成型方式，以及熔体渗透的陶瓷基体致密化方式。但随着先进发动机对涡轮外环使用要求的提升本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷基复合材料涡轮外环的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)以含碳纤维为原材料，采用2.5维编织方法进行纤维预制体的编织；(2)以石墨为原材料，制备涡轮外环模具；(3)将步骤(1)中的纤维预制体放入步骤(2)中的模具中，采用化学气相沉积法依次沉积氮化硼界面层和碳化硅基体，制得陶瓷基复合材料涡轮外环坯料；(4)对步骤(3)中的陶瓷基复合材料涡轮外环坯料进行机械加工，得陶瓷基复合材料涡轮外环半成品，然后在陶瓷基复合材料涡轮外环半成品表面沉积碳化硅陶瓷，制得陶瓷基复合材料涡轮外环成品。2.根据权利要求1所述的陶瓷基复合材料涡轮外环的制备方法，其特征在于，步骤(1)中2.5维编织方法为2.5维浅交弯联编织或2.5维深交弯联编织。3.根据权利要求1所述的陶瓷基复合材料涡轮外环的制备方法，其特征在于，步骤(2)中石墨为电极石墨或高纯石墨。4.根据权利要求1所述的陶瓷基复合材料涡轮外环的制备方法，其特征在于，步骤(3)中氮化硼界面层的制备过程为：在炉体内压力为50
‑
1000Pa条件下升温至650
‑
1000℃，保温1
‑
2h后依次通入氩气、氢气、氨气以及三氯化硼气体，沉积15
‑
35h后继续保温2h，降温至室温。5.根据权利要求4所述的陶瓷基复合材料涡轮外环的制备方法，其特征在于，步骤(3)中氮化硼界面...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘持栋，张紫琦，栗尼娜，涂建勇，张毅，成来飞，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：