[发明专利]修改复合材料物件的方法

说明书

技术领域

本发明大体上涉及修改复合材料物件的方法。在特定实施例中，可利用惯性结合(inertia bonding)来修改这种复合材料物件。

背景技术

具有分散在相同或不同组成的连续陶瓷基体中的纤维的增强陶瓷基体复合材料很好地适用于结构应用，因为它们的韧性、抗热性、 高温强度和化学稳定性。这样的复合材料通常具有高的强度质量比，这使得它们在重量为关注点的应用中有吸引力，例如在航空应用中。它们在高温下的稳定性使得它们非常适合于构件与高温气体接触的应用中，例如在燃气涡轮发动机中。

陶瓷基体复合材料是十分昂贵的，因为它们的典型生产工艺是相当复杂的。因此，期望具有修改这种零件(其意外地或在使用期间可能损坏)的方法，使得它们可被挽救或者它们的使用寿命可延长。

常规地，复合材料的损坏用外部结合的补块来修补，其仅仅依靠与复合材料物件外表面的结合。不幸的是，这些类型的修改并未充分接合复合材料物件的基部而形成显著结合到补块。其它修改方法利用铆钉或连结在一起的外部和内部两半插塞来形成浮动的补块，该补块也不直接结合到复合材料物件。

因此，存在着对于用于修改复合材料物件的改进方法的需要。

发明内容

本发明的方面和优点阐述在下面的描述中，或者根据该描述可能是明显的，或者可通过本发明的实践来了解。

在本公开的某些实施例中，描述了一种用于修改复合材料物件的方法。该方法包括将由复合材料制成的插塞定位在复合材料物件上的部位。该方法还包括使插塞和物件中的至少一个以足以在插塞和复合材料物件的部位之间形成惯性结合的速率旋转。插塞和部位被接合以在其间实现惯性结合。

在本公开的其它实施例中，描述了一种用于修改复合材料物件的区域的方法。该方法包括将由纤维增强陶瓷基体复合材料制成的插塞定位在复合材料物件上的部位。复合材料物件包括纤维增强陶瓷基体复合材料。该方法还包括使插塞和物件中的至少一个以足以在插塞和复合材料物件的部位之间形成惯性结合的速率旋转。插塞和部位被接合以在其间实现惯性结合。

通过回顾说明书，本领域技术人员将更好地意识到这样的实施例和其它实施例的特征和方面。

附图说明

本发明的完整且能够实现的公开，包括对于本领域技术人员而言的其最佳模式，更具体地阐述在说明书的剩余部分中，说明书包括对附图的参考，在附图中：

图1是根据本公开的某些实施例的复合材料物件的透视图；

图2是根据本公开的某些方面的正被修改的图1中的复合材料物件的剖面示意图；以及

图3是根据本公开的某些实施例的复合材料物件的透视图。

附图标记：

10           复合材料物件

14           插塞

16           轴

18           修改部位。

具体实施方式

现在将详细地参考本发明的所提出的实施例，这些实施例的一个或更多示例在附图中示出。详细的描述使用数字和字母标记来指代图中的特征。附图和描述中相同或类似的标记用于指代本发明的相同或类似的部分。

每个示例以本发明的说明而不是本发明的限制的方式提供。事实上，对于本领域技术人员而言将显而易见的是，在不偏离本发明的范围或精神的情况下，可在本发明中做出修改和变型。例如，作为一个实施例的部分所示出或描述的特征可用在另一实施例上而产生更进一步的实施例。因此，当落入所附权利要求及其等同的范围内时，本发明意图涵盖这样的修改和变型。

陶瓷基体复合材料被用于形成暴露于航空发动机和燃气涡轮中的热燃烧气体的构件，例如护罩、燃烧器衬套、喷嘴、动叶、叶片以及静叶。陶瓷基体复合材料的有利于它们在这些应用中的使用的一个重要特性是它们的高韧性行为，该高韧性行为由材料中初始基体开裂后的上升的应力-应变曲线来表征。

在工作中，燃气涡轮构件在频繁超过1200℃的温度下运转，并且经受显著的温度梯度。另外，这些构件被暴露于来自夹入热气中的具有高速度的颗粒的冲击负荷。本公开的用于修改由复合材料(如陶瓷基体复合材料)制成的燃气涡轮发动机构件中的损坏的方法能够延长这些构件的寿命。另外，本公开的方法能够修改新制造的构件，并且因此减少不合规格构件的数量。本公开的方法提供了表现出与新制造构件类似的韧性行为的改进构件。