用于沥青致密化的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于沥青致密化的装置。具体地，一种沥青致密化装置可用于形成碳-碳复合物材料。在一些示例中，该装置构造成采用多种不同沥青致密化技术中的一种或多种来沥青致密化材料。例如，该装置可采用树脂传递模塑循环、真空辅助树脂传递模塑循环和/或真空压力渗透循环中的可选择的一种来致密材料。该装置可响应于待被致密材料的初始或变化的性能。在一些其它的示例中，该装置包括模具，该模具构造成接收预制品以及与预制品分开的一部分固体沥青。该装置可包括与模具热耦合的加热源，该加热源构造成将固体沥青加热到高于固体沥青的熔化温度。该装置可在没有外部沥青熔化设备的情况下熔化沥青。

【技术实现步骤摘要】
用于沥青致密化的装置
本公开涉及浙青致密化，并且更具体地涉及用于碳-碳复合物的浙青致密化。技术背景碳纤维增强碳材料，也被称为碳-碳(C-C)材料，是通常包括在碳材料基体中增强的碳纤维的复合物材料。C-C复合物材料已经用于很多严酷的高温应用。例如，已知航空工业利用C-C复合物材料生产不同的飞行器结构部件。示例性应用包括火箭喷管，鼻锥体以及用于商业和军用飞机的摩擦材料，例如制动器摩擦材料。在一些示例中，用纺织或非纺织碳纤维生产C-C复合物材料。可以布置碳纤维以限定所得结构部件的形状，其可被称为预制品。预制品可以经历不同的处理步骤来增加预制品的碳含量和密度以将预制品转化为C-C复合物部件。例如，可以采用一种或多种浙青致密化工艺以将碳添加到预制品中。通常，浙青致密化工艺操作成用浙青浸渍碳纤维预制品，然后使碳纤维预制品冷却并固化以生成致密的高碳含量的C-C部件。不同的浙青致密化工艺通常涉及不同的化学和机械力加载。不同的碳纤维预制品也可显示出不同的化学和机械性能，例如由于不同的材料形态、不同的制造技术或在大部分制造过程中固有的制造公差。对于特定的碳纤维预制品，如果所选择的浙青致密化工艺过于激进，则可能会在浙青致密化工艺的过程中损坏预制品。在优先考虑C-C部件的性能和质量的应用中，损坏的预制品通常可能用处不大并可能被丢弃。公开内容一般而言，本公开涉及用浙青来致密制品(例如碳纤维预制品)的装置和技术。在一些示例中，单个的装置可构造成通过多种不同的浙青致密化工艺用浙青来致密碳纤维制品(在这里也称为“浙青致密化”)以形成C-C复合物材料。例如，单个的装置可构造成实施树脂传递模塑(RTM)，真空辅助树脂传递模塑(VRTM)或者真空压力渗透(VPI)中的每一种，以在致密化装置的相同的模具中用浙青来致密碳基制品。为了使用这样示例性的装置将制品致密到期望的水平，可将制品插入模具腔中并且使其经历同一浙青致密化工艺或多种不同致密化工艺的一个或多个循环。根据所用的颗粒致密化工艺，在致密化循环期间，装置可构造成使用夯压(ram pressure)、气压、真空压或其某些组合在装置的模具腔中用浙青浸渍碳纤维材料。对于使用两个或多个不同的浙青致密化工艺的一个或多个循环来致密碳纤维预制品或其它制品的情况，无需将制品从一个装置移开并插入到分离的装置中以实施不同的浙青致密化工艺。相反，可以在装置的同一模具腔中实施不同致密化工艺的每一个的一个或多个循环。在一些例子中，仅可利用单个类型的浙青致密化工艺(RTM，VRTM或VPI)致密预制品。然而，由于单个装置可以实施每种类型的浙青致密化工艺，不需要三个分离的装置来实施每种各自的浙青致密化工艺。在一些示例中，基于例如待被致密制品的初始性能，可以从多种不同的浙青致密化工艺中选择浙青致密化工艺。在一些示例中，可以将所选择的浙青致密工艺在原处改变为多种不同的浙青致密化工艺中不同的一种。以这种方式，装置可以适于并响应于待被致密材料的初始或变化的性能。作为构造成实施多种浙青致密化工艺的装置的多功能性的结果，可以在较少伴随废品和部件损坏的情况下形成改进的C-C结构部件。在一些示例中，浙青致密化装置可以包括模具，其构造成接收预制品(或者其它待被致密的材料)以及浙青材料的固体部分。该装置可构造成在模具中将浙青材料的固体部分加热到超过浙青材料的熔化温度。在一些示例中，该装置也可以提供一个或多个浙青驱动力以进一步将熔化的浙青驱入材料的不同孔中。通过在原处熔化固体浙青，可以提供没有外部浙青熔化设备的低成本装置。而且，可以通过消除传输管线损耗以及与从分离的熔化罐中输送熔化的浙青相关联的传输管线测量不一致性来精确地控制被提供到材料中的浙青的量。在根据本公开的一个示例中，一种装置包括模具，其构造成接收待被致密的材料；夯头(ram)，其构造成施加夯压以迫使浙青进入模具中以致密该材料；气体源，其构造成在模具中施加气压以迫使浙青进入模具中以致密该材料；以及真空源，其可操作以至少在施加夯压或气压前在模具中产生真空压力。根据该示例，该装置构造成采用夯头、气体源、夯头和真空源或者气体源和真空源中的可选择的一种在模具中致密该材料。在根据本公开的另一示例中，一种装置包括模具，其构造成接收制动盘预制品； 夯头，其构造成施加夯压以迫使熔化的浙青进入模具中以在树脂传递模塑循环或真空辅助树脂传递模塑循环的至少一种期间致密该制动盘预制品；惰性气体源，其构造成在模具中施加气压以迫使熔化的浙青进入模具中以在真空压力渗透循环期间致密该制动盘预制品； 以及真空源，其构造成在真空辅助树脂传递模塑循环或者真空压力渗透循环的至少一种期间在模具中产生真空压。根据该示例，该装置构造成采用树脂传递模塑循环、真空辅助树脂传递模塑循环或真空压力渗透循环中的可选择的一种在模具中致密该制动盘预制品。在另一示例中，描述了一种方法，该方法包括将待被致密的材料插入模具中，其中该模具是装置的一部分，该装置构造成采用树脂传递模塑循环、真空辅助树脂传递模塑循环或者真空压力渗透循环中的可选择的一种来致密该材料。该方法包括选择树脂传递模塑循环、真空辅助树脂传递模塑循环或者真空压力渗透循环中的一种在模具中致密材料，并且使用树脂传递模塑循环、真空辅助树脂传递模塑循环或者真空压力渗透循环中所选择的一种在模具中致密该材料，以致密待被致密的材料。在另一示例中，一种装置包括模具，其构造成接收预制品以及与预制品分开的固体浙青；与模具热耦合的加热源，其中该加热源构造成在模具中将固体浙青加热到高于固体浙青的熔化温度以使固体浙青熔化；以及气体源，其构造成在模具中施加气压以迫使熔化的浙青进入预制品中以致密该预制品。在另一个示例中，描述了一种方法，该方法包括将预制品插入模具中；将固体浙青插入该模具中，其中固体浙青与预制品分开；在模具中将固体浙青加热到高于固体浙青的熔化温度的温度；在模具中通过至少对熔化的浙青加压来致密该预制品。在另一示例中，描述了一种方法，该方法包括将预制品插入模具中，其中该模具是装置的一部分，该装置构造成采用至少真空压力渗透循环来致密预制品；以及将固体浙青插入该模具中，其中，固体浙青与预制品分开，并且其中，固体浙青限定与模具的形状基本对应的形状。该方法还包括在模具中将固体浙青加热到高于固体浙青的熔化温度的温度，以及采用至少真空压力渗透循环迫使熔化的浙青进入预制品中以在模具中致密该预制通过以下的附图和描述阐明一个或多个示例的详细内容。从说明书、附图以及权利要求中，其它的特征、目标和优势将变得明显。附图说明图1是示意性方框图，示出了示例性的飞机制动器组件。图2是概念性方框图，示出了示例性浙青致密化装置，其构造成用多种不同的浙青致密化技术中的一种来致密制品。图3是示意性的方框图，示出了另一示例性浙青致密化装置，其构造成用多种不同的浙青致密化技术中的一种来致密制品。图4是示意性的方框图，示出了可以被包括在图3的示例性浙青致密化装置的示例性特征。图5是流程图，示出了一种使用图3的示例性装置用浙青致密材料的示例性方法。图6是概念性方框图，示出了另一示例性浙青致密化装置，其包括构造成接收预制品和一部分固体浙青的模具。图7A和7B是概念图，从不同视角示出固体浙青的示例部分。图8是概念图，示出了可以用在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·L·拉富里斯特，R·L·克莱恩丁斯特，D·M·赖特，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：