[发明专利]使用液态前体密化预型件

说明书

本发明的背景

目前，飞行器的高性能制动板常常通过化学蒸汽沉积使用气态甲烷前体形成碳/碳组合物密化碳预型件来制备。这种传统的密化方法通常包括重复密化周期操作，接着加工预型件表面以打开在密化期间关闭的孔。这种技术的一个不利之处是它需要大量的时间，有时相当于数百小时以充分密化预型件。

另外，密化必须缓慢实施，以使预型件外边的孔在预型件里面的孔之前没有被填充。如果预型件外边的孔在内部密化前被阻塞，那么就没有充分的前体到达预型件的内部，预型件就不会被充分密化。

一种避免这个问题的方法是使用前体液态烃密化法，如在1995年2月14日颁布给Thruston的美国专利5,389,152,1995年2月14日颁布给Thruston等人的5,389152中所公开的。在这种方法中，全部密化从预型件的内部向外发生。这样，密化可以以高速度实施，并且没有涉及到预型件外边的孔被阻塞，阻止预型件内部的密化。

在用液态前体密化期间，温度梯度是这样的，预型件的中心比表面要热，这样随着预型件的温度升高，密化从中心向表面部分进行。通常，使用这种方法靠近一些表面的预型件部分没有密化。因此，在使用液态前体密化后，预型件的边缘部分常常加工掉以形成完全密化结构，然而，这种方法增加了与密化有关的废料。

因此，存在一种可以密化当使用液态前体通常不被密化的预型件区域的改进的密化方法的需要。

本发明的简述

本发明包括一种密化一个或多个多孔预型件的方法，当使用液态前体时，包括一个或多个预型件的表面和边缘。

方法包括用隔离物质覆盖至少部分多孔预型件以隔离至少部分预型件。将预型件浸没在可热分解的前体液体中。在足够分解前体液体并在预型件内沉积前体液体的第一分解产物的温度下，在前体液体中加热多孔预型件。在前体液体中持续加热预型件直到至少部分隔离部分的预型件密化，其在没有隔离的情况下在这个过程中不会密化。

本发明的示图简介

图1是密化预型件的反应器的示意图。

图2是在如图1中所示的设备中，使用实例1中的描述的方法密化的制动板的剖面图。

图3是使用隔离物质，如低密度碳毡的第二制动板预型件的透视图。

图4是如实例2中所述的部分密化的第三制动板的剖面图。

图5是如实例3中所述的用隔离物质部分覆盖时，部分密化的第四制动板的剖面图。

本发明的详细描述

本发明方法和设备的特点和细节参考所附示图和在权利要求书中所指出的进行更具体的描述。可以理解认为本发明的特别的具体实施是为说明而演示的，不是对本发明的限制。本发明的主要特点能使用在不背离本发明范围的各种具体实施中。

图1显示了适合依据下列专利中所描述的方法实施密化的反应器100,1995年2月14日颁布给Thurston等人的美国专利5,389,152,1984年9月18日颁布给Houdayer等人的美国专利4,472,454。反应器100在1995年3月14日颁布给Carroll等人的美国专利5,397,595中和1996年8月20日颁布给Scaringella等人的美国专利5,547,717中作了描述。当感应线圈，如感应线圈104，用来加热预型件时，反应器100较好地由非-磁性材料，如铝，石英玻璃，不锈钢，陶瓷或它们的组合物。

反应器100包括内腔102，其中一个或多个预型件(未显示)进行密化。操作中，内腔102填充至少足够覆盖预型件的前体液体。前体液体是在预型件能被加热到的温度下在预型件内汽化并分解以沉积前体的分解产物的液体。根据前体液体，分解产物可以是碳，碳化硅，氮化硅，或气其他分解产物。前体液体还应是电介质体。较好地，前体液体的介电常数应为约0.5，更好地超过1，最好超过1.5。为了在预型件内沉积碳，可使用有适当沸点的烃，如环己烷，n-己烷，或苯。对于沉积碳化硅，可使用甲基三氯代硅烷，二甲基二氯代硅烷，甲基二氯代硅烷或其他有机硅烷或有机硅烷混合物。同样，前体液体可选择为共-沉积物质。如使用三-n-甲基氨基硅烷或其他硅烷化合物可沉积碳化硅和氮化硅混合物。

在内腔102内可安装一个或多个感应线圈104。操作中，感应线圈被前体液体覆盖并运行加热预型件。感应线圈104可由即使加热也不与前体液体反应的铜或其他高传导性物质制成。