[发明专利]功能分级制品以及制造方法

说明书

本发明提供一种制品，所述制品包括第一构件，所述第一构件包含第一碳复合材料；以及第二构件，所述第二构件安置在所述第一构件上并且包含第二碳复合材料和增强剂，其中所述第二构件在所述第二碳复合材料与所述增强剂的重量比方面具有梯度，并且其中所述第一构件具有不同于所述第二构件的以下特性中的一项或多项：弹性；耐腐蚀性；耐侵蚀性；或硬度。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年11月25日提交的美国申请号14/552832的权益，所述申请以引用的方式整体并入本文。

发明背景

各种工具中已使用密封件来用于广泛范围的应用。由于所述密封件尤其是在高压和高温应用中或在其他恶劣环境中的广泛使用，希望提供具有高热稳定性和高化学稳定性的密封件。还希望提供具有高耐侵蚀性的密封件。

弹性体是相对柔软的且可变形的材料，并且已经用在密封件中。然而，弹性体在苛刻的条件下容易分解，因而它们的应用存在很多限制。作为替代方案，由于金属的高耐侵蚀性以及优异的高压和高温耐性，已使用金属对金属密封件。然而，金属具有低弹性和低顺应性。因此，在密封粗糙的外壳表面中，金属不如弹性体有效。

因此，该行业总是善于接受同时具有提高的弹性和耐侵蚀性的新材料。将更有利的是，这类材料还具有提高的热稳定性和化学稳定性。

发明内容

现有技术中的以上和其他缺陷通过以下制品克服：在实施方案中，所述制品包括第一构件，所述第一构件包含第一碳复合材料；以及第二构件，所述第二构件安置在第一构件上并且包含第二碳复合材料和增强剂，其中第二构件在第二碳复合材料与增强剂的重量比方面具有梯度，并且其中第一构件具有不同于第二构件的以下特性中的一项或多项：弹性；耐腐蚀性；耐侵蚀性；或硬度。

在另一个实施方案中，制品包括：第一构件，所述第一构件包含第一碳复合材料；以及第二构件，所述第二构件安置在第一构件上并且包含第二碳复合材料，所述第二碳复合材料包括第二碳和第二粘合剂，其中第二构件在第二碳与第二粘合剂的重量比方面具有梯度，并且其中第一构件具有不同于第二构件的以下特性中的一项或多项：弹性；耐腐蚀性；耐侵蚀性；或硬度。

制造制品的方法包括将第一粉末混合物安置在模具中；第一粉末混合物包含第一碳和第一粘合剂；将第二粉末混合物安置在第一粉末混合物上以提供合并的组合物；第二粉末混合物包含第二碳、第二粘合剂和增强剂；并且第二粉末混合物在第二碳和第二粘合剂的重量总和相对于增强剂的重量的比率方面具有梯度；以及在约350℃至约1400℃的温度和约500psi至约30,000psi的压力下压缩合并的组合物来形成制品。

在另一个实施方案中，制造制品的方法包括：形成包含第一碳复合材料的第一构件；以及将第二构件安置在第一构件上，所述第二构件包含第二碳复合材料和增强剂，并且第二构件在第二碳复合材料与增强剂的重量比方面具有梯度，其中第一构件具有不同于第二构件的以下特性中的一项或多项：弹性；耐腐蚀性；耐侵蚀性；或硬度。

制造制品的方法也可以包括将第一构件安置在模具中；第一构件包含第一碳复合材料；将粉末混合物安置在第一构件上；粉末混合物包含第二碳、第二粘合剂和增强剂；并且第二粉末混合物在第二碳和第二粘合剂的重量总和相对于增强剂的重量的比率方面具有梯度；以及在约350℃至约1400℃的温度和约500psi至约30,000psi的压力下压缩粉末组合物来形成制品。

在又另一个实施方案中，制造制品的方法包括将第一粉末混合物安置在模具中；第一粉末混合物包含第一碳和第一粘合剂；将第二粉末混合物安置在第一粉末混合物上以提供合并的组合物；第二粉末混合物包含第二碳和第二粘合剂；并且第二粉末混合物在第二碳与第二粘合剂的重量比方面具有梯度；以及在约350℃至约1400℃的温度和约500psi至约30,000psi的压力下压缩合并的组合物来形成制品。

附图简述

以下描述不应被视为以任何方式进行限制。参考附图，相同元件的编号相同：