[发明专利]多元多层自愈合陶瓷基复合材料发动机涡轮外环有效
| 申请号： | 201810059256.8 | 申请日： | 2018-01-22 |
| 公开（公告）号： | CN108316977B | 公开（公告）日： | 2019-01-22 |
| 发明（设计）人： | 罗瑞盈;邓楚燕 | 申请（专利权）人： | 北京航空航天大学 |
| 主分类号： | F01D9/00 | 分类号： | F01D9/00;B32B9/00;B32B9/04;B32B15/04;B32B33/00 |
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| 地址： | 100191*** | 国省代码： | 北京;11 |
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| 摘要： | 本发明涉及一种多元多层自愈合陶瓷基复合材料发动机涡轮外环，涡轮外环是采用纤维增强陶瓷基复合材料制备而成；纤维增强陶瓷基复合材料依次由纤维层、第一基体层和第二基体层组成；其中，第一基体层为氮化铝层；纤维为碳纤维和/或碳化硅纤维。本发明提供的多元多层自愈合陶瓷基复合材料发动机涡轮外环，通过在多元多层自愈合陶瓷基复合材料的纤维和碳化硅基体间增加AlN陶瓷界面层，可以降低涡轮外环内部的最大应力，从而有效实现材料内部在冷却过程中的能量释放，控制裂纹的形成，能够更好的满足发动机尤其是高性能航空发动机的需求。 | ||
| 搜索关键词： | 陶瓷基复合材料 自愈合 多层 发动机涡轮 基体层 纤维增强陶瓷基复合材料 涡轮 纤维 航空发动机 碳化硅基体 碳化硅纤维 陶瓷界面层 材料内部 氮化铝层 冷却过程 能量释放 有效实现 碳纤维 纤维层 制备 发动机 | ||
【主权项】：
1.一种多元多层自愈合陶瓷基复合材料发动机涡轮外环，其特征在于：所述涡轮外环是采用纤维增强陶瓷基复合材料制备而成；所述纤维增强陶瓷基复合材料依次由纤维层、第一基体层和第二基体层组成；其中，所述第一基体层为氮化铝层；所述第二基体层由交替沉积的碳化硅层和自愈合层组成，所述交替沉积的次数为2次，所述自愈合层为BC4层；所述纤维为碳纤维和/或碳化硅纤维；所述纤维增强陶瓷基复合材料依次由纤维层、氮化铝层、碳化硅层、自愈合层、碳化硅层和自愈合层组成；在所述纤维层和所述第二基体层之间引入所述氮化铝层的方法包括步骤：采用质量比为1:3的氧化铝粉和石墨为原料，通过球磨混合，得到粒径为5～15μm的粉末，然后将碳化硅预制体包埋在粉末中，置于石墨坩埚中，在N2气氛下进行AlN合成，合成温度为1600℃，保温4h；之后在空气中于600℃保温10h，即可制得氮化铝层。
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