[发明专利]使用牺牲纤维和非润湿涂层形成陶瓷基复合物的方法

说明书

提供了一种使用熔体渗透制备陶瓷基复合物的方法以及所得的陶瓷基复合物。该方法和产品包括将非润湿涂层掺入一个或多个牺牲纤维中。去除一个或多个牺牲纤维，例如在热解期间分解，从而沿着陶瓷基复合物形成规则和细长通道形式的多个功能特征。在去除一个或多个牺牲纤维的过程中，非润湿涂层保留在多个功能特征的内表面上，以阻止渗透剂渗透到多个功能特征并沉积在其上。或者，可以在熔体渗透之后去除牺牲纤维。

技术领域

大体提供制备陶瓷基复合物的方法，以及通过这种方法制备的产品。特别地，通过熔体渗透(MI)形成的陶瓷基复合物产品。

背景技术

陶瓷基复合物(“CMC”)具有高温能力并且重量轻。因此，复合物是用于各种应用的有吸引力的材料，例如对于燃气涡轮发动机中的温度耐久性和重量是重要考虑因素的部件。当前制备CMC产品的方法包括形成陶瓷纤维和基质的层压体，热处理该层压体，向该层压体施加渗透剂，以及使该层压体致密化。然后可以对致密化的层压体进行机加工以制备具有所需尺寸和功能特征(更具体地，细长通道，例如冷却通道)的CMC产品。或者，可以使用织造的预成型件代替层压体。

所关注的是所需的渗透后加工以及在熔体渗透之后加工预成型件时遇到的困难。特别令人关注的是将功能特征(例如冷却通道)加工到熔体渗透的预成型件中。以可重复的方式控制这些通道的大小，形状和数量具有挑战性。为了克服这一挑战，可以在预成型件的铺设和层压期间以及在熔体渗透之前形成功能特征。在熔体渗透之前形成这些功能特征的情况下，在防止渗透剂在熔体渗透过程中例如通过沉积在表面上而必须填充功能特征时出现了挑战。

因此，在本领域中期望一种改进的制备陶瓷基复合物的方法，尤其是能够提供一种形成功能特征，以防止在熔体渗透过程中由渗透剂填充功能特征的改进方法。

发明内容

本公开的方面和优点将在下面的描述中部分地阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过实践本公开而获知。

大体提供用于形成陶瓷基复合物(CMC)产品的方法，以及通过这种方法形成的所得产品。在一个实施例中，该方法包括：在一个或多个牺牲纤维上沉积一个或多个涂层以形成一个或多个涂覆的牺牲纤维，其中一个或多个涂层中的至少一个是非润湿涂层；形成CMC预成型件，CMC预成型件包括基质前体，多个增强纤维和一个或多个涂覆的牺牲纤维；执行以下操作中的一个：去除一个或多个牺牲纤维，使得沿CMC预成型件形成一个或多个功能特征，其中去除包括去除一个或多个牺牲纤维，使得非润湿涂层保留在一个或多个功能特征上；或者将流体渗透剂施加到CMC预成型件，从而使CMC预成型件致密化；以及执行以下操作中的另一个：去除一个或多个牺牲纤维，使得沿CMC预成型件形成一个或多个功能特征，其中去除包括去除一个或多个牺牲纤维，使得非润湿涂层保留在一个或多个功能特征上；或者将流体渗透剂施加到CMC预成型件，从而使CMC预成型件致密化。非润湿涂层适于在熔体渗透期间抑制流体渗透剂流到一个或多个功能特征并沉积在其上。

在另一实施例中，该方法包括：在一个或多个牺牲纤维上沉积一个或多个涂层，一个或多个涂层中的至少一个是非润湿涂层；形成CMC预成型件，CMC预成型件包括基质前体，多个陶瓷增强纤维和一个或多个涂覆的牺牲纤维；去除一个或多个牺牲纤维，使得沿着CMC预成型件形成一个或多个细长通道，其中去除包括去除一个或多个牺牲纤维，使得非润湿涂层保留在一个或多个细长通道的内表面上；和将流体渗透剂施加到CMC预成型件上，从而使CMC预成型件致密化并形成CMC产品。非润湿涂层适于在熔体渗透期间，抑制流体渗透剂到一个或多个细长通道的流动和沉积。