[发明专利]一种陶瓷基复合材料固定铰链及制备方法

权利要求书

1.一种高温环境下用陶瓷基复合材料固定铰链的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、利用陶瓷基复合材料制备下支座(2)、上支座(1)、转轴(3)及转轴固定螺钉(4)；

步骤2、将第二轴套(12)卡入两个第一轴套(22)之间，然后将转轴(3)插入两个第一轴套(22)和第二轴套(12)实现下支座(2)与上支座(1)铰接；

步骤3、将转轴固定螺钉(4)插入第一轴套(22)和/或第二轴套(12)的轴孔内，并与转轴(3)紧固，限制转轴(3)转动；

所述步骤1中下支座(2)及上支座(1)的具体制备过程如下：

步骤1a、预制体制备；

步骤1a1、采用硬化处理加工方法加工厚平板针刺毡，形成下支座芯模(23)与上支座芯模(13)；所述下支座芯模(23)的具体结构根据下支座(2)整体外形结构向内等间距偏置得到，所述上支座芯模(13)的具体结构根据上支座(1)整体外形结构向内等间距偏置得到，以保证下一步铺层能有最大数目的纤维连续；

步骤1a2、在芯模外采用等厚铺层方案制备针刺预制体；

沿下支座芯模(23)及上支座芯模(13)的使用型面分别铺设多层三维针刺毡，多层三维针刺毡具有相同的厚度；

三维针刺毡的长度大于下支座芯模(23)使用型面展开长度，使得部分三维针刺毡在离开下支座芯模(23)使用型面时相互叠层，相互叠层的三维针刺毡形成第一座体(21)预制体；下支座芯模(23)及位于下支座芯模(23)外表面的三维针刺毡形成两个第一轴套(22)预制体；

三维针刺毡的长度大于上支座芯模(13)使用型面展开长度，使得部分三维针刺毡在离开上支座芯模(13)使用型面时相互叠层，相互叠层的三维针刺毡形成第二座体(11)预制体；上支座芯模(13)及位于上支座芯模(13)外表面的三维针刺毡形成第二轴套(12)预制体；

步骤2a、制备毛坯；

步骤2a1、将步骤1a完成的下支座(2)预制体及上支座(1)预制体固定在石墨模具中，石墨模具具有透气孔；

步骤2a2、将带有石墨模具的下支座(2)预制体及上支座(1)预制体置于界面沉积炉中，在下支座(2)预制体及上支座(1)预制体表面沉积厚度为150nm～500nm的界面层；

步骤2a3、将具有界面层的下支座(2)预制体及上支座(1)预制体置于高温处理炉中进行界面处理；

步骤2a4、将步骤2a3处理后的下支座(2)预制体及上支座(1)预制体放置于CVI沉积炉中，沉积至密度≧1.25g/cm3,去除石墨模具，粗加工毛边，重复本步骤至密度≧1.70g/cm3；获得下支座(2)毛坯及上支座(1)毛坯；

步骤3a、加工下支座(2)及上支座(1)；

步骤3a1、使用高硬度刀具按照设计尺寸对毛坯进行加工，保证外形尺寸比理论尺寸小0.1～0.2mm；清洗、烘干；

步骤3a2、采用步骤2a4的CVI工艺，将步骤3a1加工后的产品沉积密度至≧1.95g/cm3；

步骤3a3、采用W5粒度碳化硅粉、聚乙烯醇溶液和水按照设定比例混合进行表面刷涂处理，自然干透后使用砂纸进行表面打磨、高压气体清理；重复至表面不可见凹坑；

步骤3a4、采用步骤2a4的CVI工艺，在步骤3a3处理后的产品表面沉积制备厚度在350nm以内的表面涂层。

2.根据权利要求1所述高温环境下用陶瓷基复合材料固定铰链的制备方法，其特征在于：步骤3a3中W5粒度碳化硅粉、聚乙烯醇溶液和水的质量比为5:1:8。

3.根据权利要求2所述高温环境下用陶瓷基复合材料固定铰链的制备方法，其特征在于：步骤1a1中所述下支座芯模(23)根据下支座(2)整体外形结构向内等间距偏置至上下型面重合；所述上支座芯模(13)为水滴状，根据上支座(1)整体外形结构向内等间距偏置至上下型面重合。