一种纤维预制体及陶瓷基复合材料制造技术

本技术公开了一种纤维预制体及陶瓷基复合材料，由纬向纤维组和经向纤维组编织而成，该纤维预制体包括表外层和内层，组成纬向纤维组的每根纬向纤维均由一股构成，组成经向纤维组的经向纤维中，完整位于表外层中的经向纤维由双股构成，其余的经向纤维由一股构成。本技术外层间隙较大，内层间隙较小，完美解决基体填充速率问题和内部空隙形成问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及陶瓷基复合材料生产领域，特别涉及一种纤维预制体及一种陶瓷基复合材料。

技术介绍

1、碳化硅陶瓷基复合材料通常由增强纤维、界面层和陶瓷基体三部分组成，增强纤维作为复合材料的主要承力部分，它对材料的性能具有决定性作用，其影响因素包括：纤维型号、纤维的体积含量以及纤维的编织方法等，其中相同型号的纤维若采用不同的方式，对后续的界面沉积和基体填充都会有极大的影响意义，而在陶瓷基复材生产中，大部分编织方式分为单股编织、双股编织。经纬方向由单股为一捻编织形成的即为单股编织(如图1-2，图1为一种单股编织方式，图2为另一种单股编织方式)，经纬方向由双股为一捻编织形成的即为双股编织(图3-4，图3为一种双股编织方式，图4为另一种双股编织方式)。单股编织预制体特点在于股与股之间编织形成的股间隙较小，预制体内部间隙属于小通道，该间隙对于薄壁件的内部空隙填充速率很快，但对于构件厚度1.8mm以上，单股编织孔隙存在填充缓慢且基体填充不实现象。双股编织预制体特点在于股与股之间编织形成的股间隙较大，预制体内部间隙属于大通道，该间隙对于厚度在1.8mm以上的构件基体在内部能填充密实，但由于大通道原因，基体会填充缓慢，致使工艺效益降低，成本增加。

2、上述
技术介绍
是为了便于理解本技术，并非是申请本技术之前已向普通公众公开的公知技术。

技术实现思路

1、针对上述缺陷，本技术提供一种纤维预制体，该预制体外层间隙较大，内层间隙较小，完美解决基体填充速率问题和内部空隙形成问题。

2、技术方案是：一种纤维预制体，由纬向纤维组和经向纤维组编织而成，该纤维预制体包括表外层和内层，组成纬向纤维组的每根纬向纤维均由一股构成，组成经向纤维组的经向纤维中，完整位于表外层中的经向纤维由双股构成，其余的经向纤维由一股构成。

3、进一步地，所述纤维预制体从上到下顺次包括第一层预制层、第二层预制层、第三层预制层…第n-2层预制层、第n-1层预制层和第n层预制层，n为不小于5的自然数。

4、进一步地，n＝5，其中，第一层预制层和第五层预制层为表外层，第二层预制层、第三层预制层、第四层预制层为内层。

5、进一步地，n＝7,其中第一层预制层和第七层预制层为表外层，第二层预制层、第三层预制层、第四层预制层、第五层预制层和第六层预制层为内层。

6、进一步地，n＝7,其中第一层预制层、第二层预制层、第六层预制层和第七层预制层为表外层，第三层预制层、第四层预制层和第五层预制层为内层。

7、进一步地，n＝8。

8、另一方面，本技术还提供一种陶瓷基复合材料。

9、技术方案是：一种陶瓷基复合材料，该陶瓷基复合材料采用上述的纤维预制体制备而成。

10、与现有技术相比，本技术的有益效果在于：

11、本技术采用外层双股编织，内层单股编织，形成的预制体外层间隙较大，内层间隙较小，完美解决基体填充速率问题和内部空隙形成问题。

12、本技术由于内层为经向单股编织，形成的微观孔隙较小，基体在内层致密化填充较快且因为没有外部空间阻碍能填充更密实。外层为双股编织，形成的通道较大，不易造成气流和基体在表层堵塞，在沉积和pip工序作业时，气流和基体能大量通过外层去实现内部孔隙填充。本技术在后续填充预制件内部孔隙，在小通道填充密实后，大通道再逐件进行闭合，这样复材成型后内部孔洞减少，形成的孔洞直径＜50um，材料抗拉和抗压性能提高150～200mpa，且性能稳定。

13、本技术通过纬向单股，内层经向单股编织，外层经向双股编织，陶瓷基复材构件在cvi工序和pip工序的作业时长缩减200h。

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【技术保护点】

1.一种纤维预制体，由纬向纤维组和经向纤维组编织而成，其特征在于，该纤维预制体包括表外层和内层，组成纬向纤维组的每根纬向纤维均由一股构成，组成经向纤维组的经向纤维中，完整位于表外层中的经向纤维由双股构成，其余的经向纤维由一股构成。

2.根据权利要求1所述的纤维预制体，其特征在于，所述纤维预制体从上到下顺次包括第一层预制层、第二层预制层、第三层预制层…第n-2层预制层、第n-1层预制层和第n层预制层，n为不小于5的自然数。

3.根据权利要求2所述的纤维预制体，其特征在于，n＝5，其中，第一层预制层和第五层预制层为表外层，第二层预制层、第三层预制层、第四层预制层为内层。

4.根据权利要求2所述的纤维预制体，其特征在于，n＝7,其中第一层预制层和第七层预制层为表外层，第二层预制层、第三层预制层、第四层预制层、第五层预制层和第六层预制层为内层。

5.根据权利要求2所述的纤维预制体，其特征在于，n＝7,其中第一层预制层、第二层预制层、第六层预制层和第七层预制层为表外层，第三层预制层、第四层预制层和第五层预制层为内层。

6.根据权利要求2所述的纤维预制体，其特征在于，n＝8。

7.一种陶瓷基复合材料，其特征在于，该陶瓷基复合材料采用权利要求1-6任一所述的纤维预制体制备而成。

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【技术特征摘要】

1.一种纤维预制体，由纬向纤维组和经向纤维组编织而成，其特征在于，该纤维预制体包括表外层和内层，组成纬向纤维组的每根纬向纤维均由一股构成，组成经向纤维组的经向纤维中，完整位于表外层中的经向纤维由双股构成，其余的经向纤维由一股构成。

2.根据权利要求1所述的纤维预制体，其特征在于，所述纤维预制体从上到下顺次包括第一层预制层、第二层预制层、第三层预制层…第n-2层预制层、第n-1层预制层和第n层预制层，n为不小于5的自然数。

3.根据权利要求2所述的纤维预制体，其特征在于，n＝5，其中，第一层预制层和第五层预制层为表外层，第二层预制层、第三层预制层、...

【专利技术属性】
技术研发人员：李涛，
申请(专利权)人：成都成维精密机械制造有限公司，
类型：新型
国别省市：