[发明专利]陶瓷涂覆/浸润材料的表面处理

说明书

本发明涉及表面处理的预浸料复合材料和表面处理无机织物以形成表面处理的织物增强预浸料复合材料的相应方法。所述方法包括用第一浆料混合物浸润无机织物以形成浸润织物；任选干燥浸润织物；用第二浆料混合物浸润无机纸以形成浸润纸；任选干燥浸润纸；和将浸润纸施加至浸润织物的至少一个表面以形成表面处理的预浸料复合材料。

相关申请的交叉引用

这一PCT申请要求2019年4月11日提交的美国临时申请号62/832,586的权益。此文件由此通过引用全部并入。

发明领域

本发明提供新型表面处理的织物增强预浸料复合材料、陶瓷基体复合(“CMC”)材料、和制备这样的复合材料和材料的方法。

背景技术

织物增强CMC材料由于它们的机械性质(例如结构挠性或缺少挠性)、热稳定性和化学稳定性而非常适合于结构应用，尤其是在航空工业中。用于制备织物增强CMC的典型技术包括成型纤维材料以产生预成型品。然后用陶瓷浆料填充预成型品的孔隙，然后固化和/或烧结陶瓷浆料以形成CMC材料。

与这样的CMC材料有关的问题是它们需要在它们的最终使用前具有施加至它们的陶瓷涂覆表面的额外涂层。这些额外涂层常需要时间、资源和能量密集的额外的干燥、烧结或其它加工(例如涂布)步骤。

因此，需要改进技术和相应的陶瓷浆料组合物，其提供将额外的涂覆层施加至CMC材料的替代方案。除了更有效的应用技术之外开发可赋予无机织物材料改进的韧性、耐热性、和高温强度的表面处理将根据它们在高温下的物理性质在管理用于应用的材料方面提供更多选择。

发明内容

本发明的一个方面提供形成表面处理的织物增强预浸料复合材料的方法，包括用第一浆料混合物浸润无机织物以形成浸润织物，其中浆料混合物包含氧化物组分和液体介质；用第二浆料混合物浸润无机纸以形成浸润纸，其中第二浆料混合物包含氧化物组分和液体介质；和将浸润纸施加至浸润织物的表面以形成表面处理的织物增强预浸料复合材料。

一些实施方式还包括在将浸润纸施加至浸润织物的表面前干燥浸润织物。

一些实施方式还包括同时干燥浸润织物和浸润纸。

在一些实施方式中，无机织物包含多种纤维，所述纤维包含氧化铝、氧化硅、莫来石、氧化锆、或它们的任何组合。例如，纤维基本上由氧化铝、氧化硅、莫来石、氧化锆、或它们的任何组合组成。

在一些实施方式中，无机织物在用第一浆料混合物浸润前具有约5mm-约75mm的厚度。

在一些实施方式中，无机织物是织造的、非织造的、或它们的任何组合。

在一些实施方式中，无机纸包含氧化铝、氧化硅、莫来石、氧化锆、或它们的任何组合。例如，无机纸基本上由氧化铝、氧化硅、莫来石、氧化锆、或它们的任何组合组成。

在一些实施方式中，无机纸在用第二浆料混合物浸润前具有约0.1mm-约4.99mm的厚度。

在一些实施方式中，第一浆料混合物和/或第二浆料混合物的氧化物组分包含铝、硅、硼、锆、钇、或它们的任何组合的一种或多种氧化物。

在一些实施方式中，以颗粒的形式提供第一浆料混合物和/或第二浆料混合物的一种或多种氧化物，所述颗粒包含球、中空球、纤维、须状物、或它们的任何组合。

在一些实施方式中，第一浆料混合物和/或第二浆料混合物还包含具有约1纳米-约10微米的平均颗粒直径的胶体氧化硅。

在一些实施方式中，第一浆料混合物和/或第二浆料混合物还包含具有约1纳米-约10微米的平均颗粒直径的胶体氧化铝。