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用于制造复合摩擦部件的热化学处理设备和方法技术

技术编号:42624141 阅读:18 留言:0更新日期:2024-09-06 01:27
一种热化学处理设备(100),包括反应室(140)和预热室(110),所述预热室包括在第一进气口(1110)和反应室之间限定第一气体循环路径的第一隔室(111)。预热室(110)进一步包括独立于第一隔室(111)的至少一个第二隔室(112),所述第二隔室在第二进气口(1120)和反应室(140)之间限定第二气体循环路径,第二隔室包含存在于第二气体循环路径的固体金属或准金属前体(1125)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本专利技术涉及复合材料部件的制造,尤其是基于碳/碳(c/c)复合材料的摩擦部件,诸如飞行器制动盘。


技术介绍

0、现有技术

1、申请ep 2,253,604提出了一种用于获得由碳/碳(c/c)复合材料制成的摩擦部件的方法,所述碳/碳复合材料包含有呈一种或多种锆化合物的晶粒或微晶形式的陶瓷相。本申请中公开的该方法包括制造碳纱线的预制件,通过碳基质使预制件致密化,以及在制造方法过程中引入分散在部件内的陶瓷晶粒或颗粒。通过申请ep 2,253,604所述的方法获得的摩擦部件表现出良好的性能。进而,该方法与用于制造完整的c/c盘的标准方法相比更复杂。事实上,在本申请中,通过化学气相渗透(cvi)实施通过热解碳(pyc)致密化的第一阶段。然后该部件从cvi炉排出并浸渍在氧化锆前体溶胶中,干燥并进行热处理。然后该部件再次引入cvi炉中,以完成pyc基质的致密化。从化学气相渗透方法完全解离的锆的这种插入使制造更加耗时和复杂。

2、文献ep 0,085,601公开了一种制造复合结构的方法,其中,使用存在于cvi设备上游的外部氯化器通过cvi制造zr-o-c型沉积物。虽然此解决方案的优点能够在cvi设备中直接处理预制件,但其具有几个缺点。在连接外部氯化器和cvi设备的管道中出现氯化锆(zrcl4)冷凝现象。为了避免这些现象,有必要将管道保持在可能超过600℃的高温下,同时使用阀以确保回路的密封。这些限制导致增加了待实施技术的复杂性和成本。此外,使用外部氯化器增加了设备的整体尺寸。

3、因此,期望能够具有一种在没有上述缺点的情况下,可以通过cvi制造不同性质的沉积物的方案,所述沉积物包括氧化物和/或碳氧化物材料的至少一种沉积物。


技术实现思路

1、根据第一方面,本专利技术涉及一种热化学处理设备,包括反应室和预热室,所述预热室包括在第一进气口和反应室之间限定第一气体循环路径的第一隔室,其特征在于,预热室还包括独立于第一隔室的至少一个第二隔室,所述第二隔室在第二进气口和反应室之间限定第二气体循环路径,第二隔室包含存在于第二气体循环路径的呈固体形式的金属或准金属前体。

2、通过以这种方式分隔预热室,可以将氧化物和/或碳氧化物沉积到一个或多个预制件中,而不必从反应室提取它们。因此,极大地简化了制造复合材料部件的方法,并且极大地减少了制造时间。此外,对于zr-o-c型相的沉积,不会出现zrcl4的冷凝问题,因为氯化器在此直接集成到预热室中,这不会导致增加设备的总体尺寸。

3、根据一个实施例,存在于第二隔室的金属或准金属前体是一种化合物或化合物的混合物,所述化合物选自锆、钛、铪和钇,并且第二进气口连接到二氯化氢或氯化氢源。

4、根据一特定方面,第二隔室包括多穿孔板,所述多穿孔板支撑呈固体形式的金属或准金属前体。

5、根据另一特定方面,石英棉层插入在多穿孔板和金属或准金属前体之间。

6、根据另一实施例,第一进气口连接到热解碳的气态前体源。

7、本专利技术的目的是提供用于一种复合材料部件的制造工艺,包括至少以下步骤:

8、-制造由碳纤维,或耐火纤维,或碳纤维和耐火纤维的混合物制成的至少一种纤维预制件,

9、-将纤维预制件装载到根据本专利技术的热化学处理设备的反应室中,

10、-通过包括至少第一相和第二相的基质使一个或多个纤维预制件致密化,通过化学蒸汽渗透由从引入热化学处理设备的预热室的第一隔室中的第一气态前体形成所述第一基质相,通过化学蒸汽渗透由第二气态前体形成所述第二基质相,通过引入热化学处理设备的预热室的第二隔室的反应性气体与存在于第二隔室的呈固体形式的金属前体之间的反应获得所述第二气态前体。

11、可以以不同的顺序或序列实施上述的第一相和第二相。可以在第二相之前实施第一相。可以在第一相之前实施第二相。可以通过使形成第一相的顺序和形成第二相的顺序交替而顺序地(即通过几个步骤)实施每个相。也可以由穿过预热室的气体以及在反应室中与前体反应的气体同时形成第一相和第二相。

12、根据一个实施例,存在于第二隔室的金属或准金属前体是一种化合物或化合物的混合物,所述化合物选自锆、钛、铪和钇的化合物,并且引入到第二隔室的反应性气体是二氯化氢(hydrogen dichloride)或氯化氢。

13、根据一特定方面,第二隔室包括多穿孔板,所述多穿孔板支撑呈固体形式的金属或准金属前体。

14、根据另一特定方面,石英棉层插入在多穿孔板和金属或准金属前体之间。

15、根据一个实施例,第一气态前体是热解碳前体。

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【技术保护点】

1.一种热化学处理设备(100),包括反应室(140)和预热室(110),所述预热室包括在第一进气口(1110)和反应室之间限定第一气体循环路径的第一隔室(111),

2.根据权利要求1所述的设备,其中,存在于第二隔室的金属或准金属前体(1125)是一种化合物或化合物的混合物,所述化合物选自锆、钛、铪和钇,并且第二进气口连接到二氯化氢或氯化氢源。

3.根据权利要求2所述的设备,其中,第二隔室(112)包括多穿孔板(1123),所述多穿孔板支撑呈固体形式的金属或准金属前体。

4.根据权利要求3所述的设备,其中,石英棉层(1124)插入在多穿孔板(1123)和金属或准金属前体之间。

5.根据权利要求1至4任一项所述的设备,其中,第一进气口(1110)连接到气态热解碳前体源。

6.一种复合材料部件的制造方法,包括至少以下步骤:

7.根据权利要求6所述的方法,其中,存在于第二隔室(112)的金属或准金属前体(1125)是一种化合物或化合物的混合物,所述化合物选自锆、钛、铪和钇,并且引入到第二隔室的反应性气体(160)是二氯化氢或氯化氢。

8.根据权利要求7所述的方法,其中,第二隔室(112)包括多穿孔板(1123),所述多穿孔板支撑呈固体形式的金属或准金属前体。

9.根据权利要求8所述的方法,其中,石英棉层(1124)插入在多穿孔板(1123)和金属或准金属前体之间。

10.根据权利要求6至9任一项所述的方法,其中,第一气态前体(150)是热解碳前体。

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种热化学处理设备(100),包括反应室(140)和预热室(110),所述预热室包括在第一进气口(1110)和反应室之间限定第一气体循环路径的第一隔室(111),

2.根据权利要求1所述的设备,其中,存在于第二隔室的金属或准金属前体(1125)是一种化合物或化合物的混合物,所述化合物选自锆、钛、铪和钇,并且第二进气口连接到二氯化氢或氯化氢源。

3.根据权利要求2所述的设备,其中,第二隔室(112)包括多穿孔板(1123),所述多穿孔板支撑呈固体形式的金属或准金属前体。

4.根据权利要求3所述的设备,其中,石英棉层(1124)插入在多穿孔板(1123)和金属或准金属前体之间。

5.根据权利要求1至4任一项所述的设备,其中,第一进...

【专利技术属性】
技术研发人员:达米安·卡佐邦克莱门特·布鲁诺·洛莫纳科阿德里安·德尔坎普
申请(专利权)人:赛峰集团陶瓷
类型:发明
国别省市:

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