[发明专利]硅基修补方法和组合物

说明书

本文说明一种硅基修补制剂，该制剂包含约25至66%体积溶剂；约4至10%体积含硅粘合材料；和约30至65%体积修补材料，该修补材料包含具有一种或多种非锕系第IIIA族元素的颗粒，其中修补制剂内一种或多种非锕系第IIIA族元素与硅的摩尔比为约0.95至1.25。

发明背景

本公开主要涉及修补硅基基材内布置的空腔。更具体地讲，本公开涉及用于例如修补硅基基材内空腔的硅基修补制剂和由其制成的所得修补材料。

硅基陶瓷材料目前用于燃气涡轮发动机的高温组件，例如翼片(例如，叶片和叶轮)、燃烧器衬里和外壳。例如，硅基陶瓷材料，例如，陶瓷基质复合材料(CMC)，可包括增强陶瓷基质相的纤维或由其制成。例如，CMC可提供与其它常规材料(例如，铁、镍和/或钴基超合金)相比的高温机械、物理和/或化学性质的理想组合。

虽然硅基陶瓷材料显示合乎需要的高温特性，但在燃烧环境由于在暴露于反应性物质(例如，水蒸气)时挥发，这些材料可能遭受快速凹陷。在这些情况下，保护性涂层，在本文中一般称为环境隔离涂层(EBC)，用于保护硅基陶瓷材料免受挥发过程。

发明概述

本文说明一种硅基修补制剂，该制剂包含约25至66%体积溶剂；约4至10%体积含硅粘合材料；和约30至65%体积修补材料，该修补材料包含具有一种或多种非锕系第IIIA族元素的颗粒，其中修补制剂内一种或多种非锕系第IIIA族元素与硅的摩尔比为约0.95至1.25。

在另一个实施方案中，本文说明一种硅基耐环境修补制剂，该修补制剂包含约2至10%体积固化的粘合材料，其中固化的粘合材料包含固化的硅基粘合材料；和约90至98%体积固化的修补材料，其中固化的修补材料包含具有一种或多种非锕系第IIIA族元素的颗粒，其中耐环境修补材料内一种或多种非锕系第IIIA族元素与硅的摩尔比为约0.95至1.25。

在另一个实施方案中，本文说明一种方法，所述方法包括，热处理在硅基基材空腔内布置的硅基修补制剂，热处理有利于在空腔内形成硅基耐环境修补制剂，其中硅基耐环境修补制剂包含固化的含硅粘合材料和包含具有一种或多种非锕系第IIIA族元素的颗粒的固化的修补材料，其中硅基耐环境修补制剂内一种或多种非锕系第IIIA族元素与硅的摩尔比为约0.95至1.25。

本发明包括以下方面：

方面1. 一种硅基修补制剂，所述制剂包含：

约25至66%体积溶剂；

约4至10%体积含硅粘合材料；和

约30至65%体积修补材料，所述修补材料包含具有一种或多种非锕系第IIIA族元素的颗粒，其中硅基修补制剂内一种或多种非锕系第IIIA族元素与硅的摩尔比为约0.95至1.25。

方面2. 方面1的硅基修补制剂，其中所述具有一种或多种非锕系第IIIA族元素的颗粒包括一种或多种选自稀土单硅酸盐(RE₂SiO₅)和稀土二硅酸盐(RE₂Si₂O₇)的稀土材料，其中所述稀土材料选自非锕系第IIIA族元素。

方面3. 方面1的硅基修补制剂，其中所述具有一种或多种非锕系第IIIA族元素的颗粒具有至少双峰粒径分布，其中第一分布峰的粒径大于第二分布峰的粒径。

方面4. 方面3的硅基修补制剂，其中所述第一分布的体积分数小于修补材料的80%，所述第二分布的体积分数小于修补材料的80%，其中第一分布和第二分布的体积分数基本上占修补材料的100%。

方面5. 方面3的硅基修补制剂，其中所述第一分布的体积分数小于修补材料的60%，所述第二分布的体积分数小于修补材料的60%，其中第一分布和第二分布的体积分数基本上占修补材料的100%。