[发明专利]促进致密碳纤维预制件中的沥青稳定

说明书

本发明涉及促进致密碳纤维预制件中的沥青稳定，公开了一种形成致密预制件或复合部件的方法，包括部分地致密多孔预制件、在该部分致密预制件中形成通向该部分致密预制件的外表面的通道、渗透致密剂例如沥青到该部分致密预制件的至少一些通道中、至少部分地稳定该致密剂，包括在第一温度下加热从而在该致密剂内形成裂缝以及暴露该预制件于氧化剂，以及在第二温度下加热该至少部分稳定预制件以碳化至少该稳定致密剂。还公开了一种部分致密预制件，其包括布置在至少这样的通道中的致密剂。

技术领域

本发明描述了用于处理含有致密剂的多孔预制件的技术。

背景技术

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材料。碳-碳复合材料在很多严峻、高温应用中找到。例如，已知航空航天工业采用碳-碳复合材料用于制造不同的飞行器结构部件。用在碳-碳复合材料中的碳纤维可以构造成限定出所得结构部件的形状，并且因此可以称作预制件。预制件可以经历不同的处理步骤以增大预制件的碳含量和密度，将预制件变换成碳-碳复合部件。例如，使用一个或多个沥青（pitch）致密处理，碳可以被加到预制件中。通常，沥青致密处理操作成使碳纤维预制件浸渍有沥青，随后冷却固化制成密实高含碳量的碳-碳部件。多孔预制件可以使用多个致密处理中的一个被致密，例如，化学气相沉积/化学气相渗透（CVD/CVI）、真空压力渗透（VPI）、高压浸渍/碳化（PIC）或树脂传递模塑（RTM），这可以引入碳或碳母体到多孔预制件中。

发明内容

总体上，本发明涉及用于致密多孔预制件和形成碳化预制件的技术。在一个示例中，本发明专注于一种技术，其包括渗透致密剂到部分致密预制件的多个气孔的至少一些气孔中以形成渗透预制件，并且在渗透预制件的致密剂中至少部分地形成多个通道，从而，该多个通道的每一个通道通向该渗透预制件的至少一个外表面。该示例技术进一步地包括至少部分地稳定至少致密剂以形成至少部分稳定的预制件，通过在第一温度下至少加热包含该多个通道的该渗透预制件并且将包含该多个通道的渗透预制件暴露于氧化剂以稳定至少致密剂并且形成至少部分稳定的预制件。该示例技术还包括在第二温度下加热该至少部分稳定的预制件以至少碳化该稳定致密剂以形成碳化预制件。

在另一示例中，本发明专注于一种技术，其包括渗透致密剂到部分致密预制件的多个气孔的至少一些气孔中以形成渗透预制件，并且在渗透预制件的致密剂中至少部分地形成多个通道，从而使该多个通道的每一个通道通向该渗透预制件的至少一个外表面。这个示例技术进一步地包括至少部分地稳定至少致密剂以形成至少部分稳定的预制件，通过在第一温度下至少加热包含该多个通道的渗透预制件并且将包含该多个通道的渗透预制件暴露于氧化剂以稳定至少致密剂并且形成至少部分稳定的预制件。这个示例技术还包括在第二温度下加热该至少部分稳定的预制件以碳化至少该稳定致密剂以形成碳化预制件。

本发明还描述了一个示例部分致密预制件，其包括多个纤维、多个通道和致密剂，在多个纤维之间限定出多个气孔，该多个通道的每一个通道通向部分致密预制件的至少一个外表面，该致密剂布置在该多个气孔的至少一些气孔中和该多个通道的至少一些通道中。

在下面的附图和描述中阐述本发明的一个或多个示例的详细内容。本发明的其它特征、目标和优点通过这个描述和附图并且通过权利要求将变得显而易见。

附图说明

图1是流程图，示出根据本发明的形成碳化预制件的示例技术。

图2是示例多孔预制件的立体图。

图3是图2的示例多孔预制件的横向剖视图。

图4是示例部分致密预制件的横向剖视图。

图5是含有多个通道的示例部分致密预制件的横向剖视图。

图6是含有多个通道的示例部分致密预制件的横向剖视图，该多个通道渗透有致密剂。

图7是示例至少部分稳定预制件的横向剖视图。