[发明专利]具有油屏障涂层的复合部件

说明书

提供一种具有复合基底和涂层系统的涂覆部件，涂层系统设置在复合基底上。涂层系统基本上是无孔的，从而防止碳氢燃料或其他碳质流体接触和浸渍聚合物基体复合材料。涂层系统可以包括铝层或膜层，膜层包括聚乙烯膜或聚丙烯膜。还提供了一种用于燃气涡轮发动机的复合风扇壳体，复合风扇壳体具有聚合物基体复合基底和设置在其上的涂层系统。提供了用于形成燃气涡轮发动机的容纳组件的方法。

技术领域

本主题大体上涉及由复合材料形成的部件。更具体地，本主题涉及用于复合部件的涂层系统，诸如燃气涡轮发动机的风扇壳体容纳系统。

背景技术

一种用于为飞行中的飞行器提供动力的涡轮风扇燃气涡轮发动机通常包括,串行流动连通的风扇组件、低压压缩机或增压器、高压压缩机、燃烧室、高压涡轮以及低压涡轮。燃烧器产生燃烧气体，这些燃烧气体依次被引导到高压涡轮，其中，其被膨胀以驱动高压涡轮，然后被引导到低压涡轮，其中，其被进一步膨胀以驱动低压涡轮。高压涡轮经由第一转子轴驱动地连接到高压压缩机，并且低压涡轮经由第二转子轴驱动地连接到风扇组件和增压器。

飞行器发动机的设计不断需要飞行器发动机的部件具有重量更轻的材料，以提高飞行器的燃料效率和推力能力。在过去中，飞行器部件是用钢制造的。然而，钢是相对较重的，并且已经被重量较轻的高强度材料代替，诸如铝或钛。在生产轻质部件方面的进一步发展导致非金属材料的出现，诸如复合材料。复合材料包括在基体材料内包含嵌入纤维的材料。纤维为基体材料提供增强。

复合材料是通过将增强纤维、晶须或颗粒嵌入支撑和保护增强体的基体中而形成的混合材料。现有各种增强体，尤其是碳、石墨、玻璃以及Kevlar(芳族聚酰胺纤维的商标)纤维现在在航空航天和其他应用中得到广泛的使用。金属和非金属基体都可用，并且非金属材料(诸如环氧树脂和聚酰亚胺)广泛用于部件不暴露于高温的应用。因此，例如，复合材料可以由可固化环氧树脂基体中60％体积的石墨纤维组成。飞行器燃气涡轮发动机的某些部件由复合材料制造，诸如风扇管道和风扇壳体。例如，美国专利号为5,145,621公开了一种石墨环氧树脂复合材料风扇管道和美国专利号为5,597,435公开了一种石墨环氧树脂复合风扇壳体。

在发动机操作期间，某些复合部件能够暴露于碳氢燃料或其他碳质部件。已知聚合物复合部件的表面油污染导致复合材料的油渗入。一旦油渗入复合材料，几乎不可能去除，并且降低了粘附修补补片或以其他方式将材料结合到复合部件的能力。

因此，需要改进(诸如用于燃气涡轮发动机的容纳壳体或壳和风扇管道的)复合部件。例如，提供一种能够修复的改进的复合部件，以实现复合部件的废料的减少将是期望的。

发明内容

本发明的方面和优点将在以下描述中部分阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过本发明的实践来学习。

在本主题的一个示例性实施例中，提供了一种涂覆部件。涂覆部件包括复合基底和设置在复合基底上的涂层系统。涂层系统包括无孔涂层系统，从而防止碳氢燃料或其他碳质流体接触和浸渍复合基底。涂层系统包括铝层或膜层，膜层包括聚乙烯膜或聚丙烯膜。

在本主题的另一示例性实施例中，提供了一种用于燃气涡轮发动机的复合风扇壳体。壳体包括核心，核心由复合基底和设置在复合基底上的涂层系统形成。涂层系统包括无孔涂层系统，从而防止碳氢燃料或其他碳质流体接触和浸渍复合基底。涂层系统包括至少一个铝层或至少一个膜层，膜层包括聚乙烯膜或聚丙烯膜。

在本主题的另一示例性实施例中，提供了一种用于形成燃气涡轮发动机的容纳壳体的方法。该方法包括由聚合物基体复合材料形成容纳壳体；和用涂层系统涂覆所述聚合物基体复合材料，涂层系统包括铝层、聚乙烯膜层、聚丙烯膜层或其组合，使得所述涂层系统是无孔的，进而防止碳氢燃料或其他碳质油流体接触和浸渍所述聚合物基体复合材料；以及围绕燃气涡轮发动机的多个风扇叶片设置容纳壳体。