[发明专利]连接陶瓷泡沫同时维持粘结表面上的结构和物理特性的方法和配方

说明书

本发明涉及连接陶瓷泡沫同时维持粘结表面上的结构和物理特性的方法和配方。陶瓷粘结材料包括至少一种纤维材料、助熔剂和增稠剂，其中陶瓷粘结材料在设定温度下被煅烧以粘结两个邻近的基底面。

技术领域

本发明涉及连接陶瓷泡沫同时维持粘结表面上的结构和物理特性的方法和配方。

背景技术

本发明一般地涉及同时使用粘结组合物的粘结陶瓷泡沫材料，该粘结组合物包含一种或多种纤维材料、粘结助熔剂和增稠剂以形成良好粘结的界面。

在该部分中的陈述仅提供了与本公开内容相关的背景信息并且可以不构成现有技术。

陶瓷泡沫材料的优越的机械性质和在高温下的稳定性是众所周知的，并且已经在许多领域中——包括在航空领域中——被广泛地用作高温结构材料。由于制造约束和/或不同的三维表面，难以由单片陶瓷材料制造大的陶瓷泡沫结构。因此，大的陶瓷泡沫结构通常由多个彼此粘结的陶瓷块或片构成。

将两个或更多个陶瓷块粘结在一起以形成单个结构存在挑战。传统的连接或粘结技术比如机械连结、扩散粘结和钎焊被用于陶瓷与陶瓷连结。然而，每个这些已知的技术都有缺点。

将两个或多个陶瓷泡沫片粘结在一起的另一种方法是使用起永久粘合剂作用的粘结材料。在当前实践下，当使用粘结材料时，将粘结至邻近陶瓷面的每个陶瓷面密封，以便形成牢固的粘结表面。然而，将陶瓷面粘结表面密封抑制空气流动通过陶瓷泡沫材料，并因此抑制陶瓷泡沫结构的加热或冷却。此外，粘结材料可以是连续的材料并且从而充当邻近的陶瓷片之间的密封。

虽然粘结多孔陶瓷构件的已知方法已经存在有限的成功，但是仍然存在挑战。因此，存在对于能够粘结至陶瓷泡沫物品而不严重地影响材料的孔隙率和空气流动特性的改进的粘结组合物和粘结方法的需要。

发明内容

本发明一般涉及同时使用组合物的粘结陶瓷泡沫材料，该组合物包含一种或多种纤维材料、粘结助熔剂和增粘剂以建立良好粘结的界面，并在粘结的界面区域处维持材料性质和基线母体材料的特性。纤维材料在CTE特性方面类似于陶瓷泡沫，并且可以是相同的材料。

公开的实施方式提供了方法和组合物，这些方法和组合物对于将陶瓷泡沫基底粘结在一起以形成较大的泡沫结构，同时在位于单个泡沫片之间的粘结界面处维持一致的材料性质尤其有用。

在一个方面，本发明包括包含纤维材料、助熔剂和增粘剂的粘结材料，其中纤维材料具有与被粘结材料粘结的至少一个基底构件的CTE基本上相似的CTE。

本发明的另一方面是粘结材料，所述粘结材料包含大约50wt％到大约90wt％的短切硼硅酸铝纤维——其具有从大约1/16英寸至大约1/2英寸的平均长度、小于大约0.01wt％到大约5wt％的偏硼酸锂、和大于大约0wt％到大约10wt％的甲基纤维素的水性混合物，其中硼硅酸铝具有与被粘结材料粘结的至少一个基底的CTE基本上相似的CTE。

本发明的仍另一方面是复合材料结构，该复合材料结构包含具有粘结表面的第一基底、具有粘结表面的第二基底、和位于第一基底粘结表面和第二基底粘结表面之间的间隙处的粘结材料，第一和第二基底具有不同的热膨胀系数(CTE)，粘结材料将第一基底粘结至第二基底，粘结材料包括纤维材料、助熔剂和增稠剂的固化的混合物，其中纤维材料具有位于第一基底的CTE和第二基底的CTE之间的CTE。

本发明的又另一方面是复合材料结构，该复合材料结构包含具有粘结表面的第一陶瓷泡沫基底、具有粘结表面的第二陶瓷泡沫基底、和位于第一基底粘结表面和第二基底粘结表面之间的粘结材料，第一基底和第二基底具有基本上相同的CTE，粘结材料将第一基底粘结至第二基底，粘结材料包括纤维材料、助熔剂和增稠剂的固化的混合物，其中纤维材料具有与第一和第二陶瓷泡沫基底的CTE基本上相似的CTE。

附图说明