[发明专利]在致密化之前多孔预成形体的刚性化

说明书

技术领域

本公开物涉及多孔预成形体，如用于制造碳-碳复合材料的多孔预成形体。

背景技术

一些碳-碳复合材料基体（carbon-carbon composite bodies），如用于航空航天工业的一些碳-碳复合材料制动盘（brake discs），可以从多孔预成形体制造。该预成形体可以通过使用几种工艺中的一种来致密化，如化学汽相沉积/化学汽相浸渗(CVD/CVI)，真空/压力浸渗(VPI)，高压浸渍/碳化(PIC)，或树脂转移模塑(RTM)，这些工艺可以在多孔预成形体内施加碳。

本发明的概述

一般，本公开涉及在使用一个可让预成形体承受较大压力或真空的加工步骤(例如，高压树脂转移模塑(RTM)过程)将预成形体致密化之前将多孔预成形体刚性化（rigidizing），这会影响预成形体的完整性。在一些实例中，液态可碳化的前体被灌注到该预成形体中，灌注的前体随后热解而在预成形体中形成碳，该碳增强预成形体的刚性。在一些情况下，该前体至少被灌注到在预成形体内的预定深度以便增强预成形体的刚性至少达到预定深度，其中该预定深度特别容易遭受在后续致密化过程中施加的力的破坏。通过热分解该前体所形成的碳具有开孔结构，其允许致密化试剂的浸渗，所述致密化试剂如使用高压RTM工艺浸渗到多孔预成形体中的树脂或沥青。

在一个例子中，本公开物涉及包括以下步骤的方法：将液态可碳化的前体基本上灌注到多孔预成形体中，然后热分解该灌注前体以便将前体转化成碳，其中碳增强预成形体的刚性。

在另一个实例中，本公开涉及包括碳-碳复合材料预成形体，它包括：多孔预成形体基体，该多孔预成形体基体包含基本上遍布该基体的孔隙（porosity），和基本上灌注到该多孔预成形体基体的孔隙中的可碳化的前体，其中当该前体热解时该可碳化的前体可热解以形成碳，所述碳经构造设计（configured）以增强该多孔预成形体基体的刚性。

在另一个实例中，本公开涉及碳-碳复合材料预成形体，它包括多孔预成形体基体，该多孔预成形体基体包含基本上遍布该基体的孔隙，和基本上遍布该多孔预成形体基体的孔隙的所形成的碳，其中该碳增强该预成形体基体的刚性。

本公开的一个或多个例子的细节将在附图和下面的叙述中进行阐述。本公开物的其它特征、目的和优点将从下面的详细说明和附图以及从所附权利要求能够清楚地看出。

附图简述

图1是可用于制造碳-碳复合材料基体的示例多孔预成形体的透视图。

图2是示例多孔预成形体的横截面视图。

图3是在用前体灌注预成形体和热分解该前体以刚性化该预成形体之后示例多孔预成形体的横截面视图。

图4是可用于将致密化试剂浸渗到刚性化的预成形体中的示例模具的横截面视图。

图5是举例说明从多孔预成形体制造碳-碳复合材料基体的示例方法的流程图。

图6是举例说明从多孔预成形体制造碳-碳复合材料基体的另一个示例方法的流程图。

详细说明

一般，本公开物涉及刚性化多孔预成形体(例如，提高预成形体的刚性)，它能够随后被进一步加工以形成碳-碳复合材料基体。该碳-碳复合材料基体可以进一步加工，例如，形成可用于航空航天工业中的碳-碳复合材料制动盘。希望将碳-碳复合材料基体致密化以便改进该基体的热导率；在一些情况下，随着碳-碳复合材料基体的密度提高，它更好地导热，并且它更好地用作吸热剂(heat sink)。在一个实例中，多孔预成形体是通过将液态的可碳化前体灌注到多孔预成形体中和随后热解该前体以形成刚性化用和/或稳定化用碳（rigidizing and/or stabilizing carbon）。相对于在可碳化的前体引入到预成形体中和该前体的热解之前的预成形体的结构，该碳为多孔预成形体提供增强的结构强度和/或刚性。通过前体的灌注和热解刚性化的多孔预成形体能够更好地承受由后续加工施加在该预成形体上的力(例如，剪切力)，该力也许会相反损害该预成形体的完整性，如通过使预成形体发生层离。