[发明专利]一种多元碳及陶瓷基热结构复合材料及其涡轮叶片的无余量制备方法

权利要求书

1.一种多元碳及陶瓷基热结构复合材料涡轮叶片的无余量制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S101：采用四步法三维整体编织涡轮叶片纤维织物预制体；

S102：采用化学气相渗透法在所述涡轮叶片纤维织物预制体上制备(C+SiC)_n复合界面层；

S103：向带有(C+SiC)_n复合界面层的涡轮叶片纤维织物预制体内复合单晶氧化铝纤维，渗积基体材料，以制备多元碳及陶瓷基热结构复合材料涡轮叶片；

S104：采用先驱体浸渍裂解法和溶胶-凝胶法将所述多元碳及陶瓷基热结构复合材料涡轮叶片进行无余量致密化处理，使所述多元碳及陶瓷基热结构复合材料涡轮叶片的密度达到预设值；

S105：在所述多元碳及陶瓷基热结构复合材料涡轮叶片表面制备环境障涂层。

2.根据权利要求1所述的一种多元碳及陶瓷基热结构复合材料涡轮叶片的无余量制备方法，其特征在于，在所述S104步骤中，所述预设值为1.9g/cm³～2.3g/cm³。

3.根据权利要求1所述的一种多元碳及陶瓷基热结构复合材料涡轮叶片的无余量制备方法，其特征在于，在所述S101步骤中，四步法三维整体编织的编织角为20°～45°，纤维的体积分数为35％～55％。

4.根据权利要求1所述的一种多元碳及陶瓷基热结构复合材料涡轮叶片的无余量制备方法，其特征在于，所述涡轮叶片纤维织物预制体经所述步骤S103处理后，由C-Si-Al连续纤维和单晶氧化铝纤维组成，所述基体材料为热解碳、碳化硅和氧化铝。

5.根据权利要求1所述的一种多元碳及陶瓷基热结构复合材料涡轮叶片的无余量制备方法，其特征在于，所述先驱体浸渍裂解法包括如下步骤：

将步骤S103制备的多元碳及陶瓷基热结构复合材料涡轮叶片加热至950℃～1150℃，保温预设时间后，降温至室温，用质量分数为40％～50％的聚碳硅烷溶液浸渍裂解步骤S103制备的多元碳及陶瓷基热结构复合材料涡轮叶片。

6.一种多元碳及陶瓷基热结构复合材料的无余量制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S201：采用四步法三维整体编织预制体；

S202：采用化学气相渗透法在所述预制体上制备(C+SiC)_n复合界面层；

S203：向所述带有(C+SiC)_n复合界面层的预制体内复合单晶氧化铝纤维，渗积基体材料，以制备多元碳及陶瓷基热结构复合材料；

S204：采用先驱体浸渍裂解法和溶胶-凝胶法将所述多元碳及陶瓷基热结构复合材料进行无余量致密化处理，使所述多元碳及陶瓷基热结构复合材料的密度达到预设值。

7.根据权利要求6所述的一种多元碳及陶瓷基热结构复合材料的无余量制备方法，其特征在于，在所述S204步骤中，所述预设值为1.9g/cm³～2.3g/cm³。

8.根据权利要求6所述的一种多元碳及陶瓷基热结构复合材料的无余量制备方法，其特征在于，在所述S201步骤中，所述四步法三维整体编织的编织角为20°～45°，所述纤维的体积分数为35％～55％。

9.根据权利要求6所述的一种多元碳及陶瓷基热结构复合材料的无余量制备方法，其特征在于，所述预制体经所述步骤S203处理后，由C-Si-Al连续纤维和单晶氧化铝纤维组成，所述基体为热解碳、碳化硅和氧化铝。

10.根据权利要求6所述的一种多元碳及陶瓷基热结构复合材料的无余量制备方法，其特征在于，所述先驱体浸渍裂解法包括如下步骤：

将步骤S203制备的多元碳及陶瓷基热结构复合材料涡轮叶片加热至950℃～1150℃，保温预设时间后，降温至室温，用质量分数为45％～55％的聚碳硅烷溶液浸渍裂解所述步骤S203制备的多元碳及陶瓷基热结构复合材料。