[发明专利]复合材料摩擦部件的制造方法

说明书

本发明涉及复合材料摩擦部件的制造方法，至少包括以下步骤：用至少包含热解碳和至少一个ZrO_xC_y相的基体使碳纱的纤维预制件致密化，其中，1≤x≤2且0≤y≤1，基体通过至少由热解碳的第一气相前体和包含锆的第二气相前体进行化学气相渗透形成，所述第二前体是通过将至少一个醇官能团的氧原子连接至通式为‑Zr‑R₃基团的改性的一元醇或C₁到C₆多元醇，取代基R相同或不同，取代基R选自：‑H、C₁到C₅碳链和卤素原子。

本发明涉及基于碳/碳(C/C)复合材料的摩擦部件的制造，例如飞行器制动盘。

背景技术

申请文件EP2253604中提出了获得由碳/碳(C/C)复合材料制备的包含陶瓷相的摩擦部件的方法。该摩擦部件磨损量小，具有适于制动应用的摩擦系数并且稳定，尤其是在高能制动时。

该申请中公开的方法包括制备碳纱预制件，用碳基体使预制件致密化并在制造过程中引入分散在部件内的陶瓷晶粒或颗粒。更准确地说，申请文件EP2253604公开了在致密化处理完成之前，用可以分散一种或多种锆化合物的溶胶-凝胶型溶液和/或胶体悬浮液进行浸渍的方法。然后，在最终部件中获ZrO_xC_y型氧化物至少是主要成分的晶粒或微晶，其中，1≤x≤2且0≤y≤1。

通过申请文件EP2253604中描述的方法所获得的摩擦部件具有良好的性能。另一方面，该方法相较生产全C/C盘的标准工艺更为复杂。事实上，在那份申请文件中，锆基化合物的插入是在液相步骤期间进行的，该液相步骤与通过气体致密化(CVI)生产热解碳的步骤完全分离。

具体地，在申请文件EP2253604中公开了在通过CVI用热解碳进行第一步的致密化后，进行锆的插入。然后，部件从CVI炉中取出并浸入氧化锆前体土壤中，干燥并进行热处理。然后将该部件重新放入CVI炉中完成热解碳基体的致密化。锆的这种插入，与化学气相渗透过程完全分离，导致制造工艺复杂且漫长。

因此，希望能够简化由C/C复合材料制备的包含锆陶瓷相的摩擦部件的制造方法。

发明内容

本发明涉及用复合材料制备摩擦部件的制造工艺，至少包括以下步骤：

-通过至少包括热解碳(PyC)和至少一个ZrO_xC_y相的基体使碳纱的纤维预制件致密化，其中，1≤x≤2且0≤y≤1，所述基体至少由热解碳的第一气相前体和包含锆的第二气相前体，通过化学气相渗透(CVI)形成，所述第二前体是通过将至少一个醇官能团的氧原子连接至通式为Zr-R₃的基团的改性的一元醇或C₁-C₆多元醇，取代基R相同或不同，且R选自-H，C₁到C ₅碳链和卤素原子。

一元醇应当被理解为是具有单个醇官能团的化合物。多元醇是指具有多个醇官能团的化合物。

这里使用的第二前体是官能化的一元醇或C₁到C₆多元醇，该一元醇或C₁到C₆多元醇的至少一个醇官能团的氧原子被键合有三个取代基R的锆Zr所形成的基团官能化。该前体具有以下通式：CH-O-Zr-R₃，其中CH代表一元醇或多元醇的C₁到C₆碳链，O代表与锆键合的醇官能团的氧原子。