[发明专利]一种大壁厚陶瓷基复材管件及其制备方法

说明书

本发明涉及一种陶瓷基复材管件及其制备方法，具体涉及一种大壁厚陶瓷基复材管件及其制备方法。解决了现有大壁厚陶瓷基复材管件难以制备且存在致密化不均匀、生产周期长等技术问题。本发明大壁厚陶瓷基复材管件包括套装连接的芯部薄壁管件以及由内至外依次套装在芯部薄壁管件上的多个中间薄壁管件、最外层薄壁管件；芯部薄壁管件外型面和最外层薄壁管件内型面设置有拔模角；中间薄壁管件的内外型面上均设置拔模角；各薄壁管件的相邻型面均相适配；芯部薄壁管件和中间薄壁管件的外型面上均设置多个凹槽；凹槽与相邻薄壁管件形成空隙，空隙内填装碳化硅粉与水的稠状溶液。本发明还提供了上述大壁厚陶瓷基复材管件的制备方法。

技术领域

本发明涉及一种陶瓷基复材管件及其制备方法，具体涉及一种大壁厚陶瓷基复材管件及其制备方法。

背景技术

在现有技术中，由于陶瓷基复合材料CVI(化学气相沉积)成型工艺技术的限制，难以制备大壁厚陶瓷基复材管件，且制备得到的材料密度均匀性差、生产周期长，使陶瓷基管材在多个领域的功能应用和拓展受到极大的限制，因此，解决大壁厚陶瓷基复材管件制备的技术瓶颈问题迫在眉睫。

在公开号为CN111170751A的中国发明专利中公开了一种用于大壁厚陶瓷基复材零件CVI致密化方法。该方法在零件通过CVI技术增密到一定范围时，在零件厚度方向开设导流孔，进而可在导流孔附近区域进一步增加致密化程度。但该方法存在大壁厚复材零件表面及导流孔附近区域致密化达标，远离表面及导流孔区域依然存在致密化程度差的现象，即整体评价复材致密化程度时存在致密化合格的假象，且开设导流孔后对有密封要求的管类等零件增大了导流孔的泄漏风险，同时，开设导流孔的数量和孔径对本存在纤维微孔结构的陶瓷基复材强度影响难以预估。

发明内容

本发明的目的是解决现有大壁厚陶瓷基复材管件难以制备且存在致密化不均匀、生产周期长、产品质量风险大等诸多技术问题，而提供一种大壁厚陶瓷基复材管件及其制备方法。本发明的制备方法可大大提升大壁厚陶瓷基管件制备质量和生产效率，制备得到的大壁厚陶瓷基管件可满足使用要求。

本发明的技术方案是：

一种大壁厚陶瓷基复材管件，其特殊之处在于：

包括套装连接的n个薄壁管件，n≥3；

n个薄壁管件包括芯部薄壁管件，以及由内至外依次套装在芯部薄壁管件上的n-2个中间薄壁管件和最外层薄壁管件；

所述芯部薄壁管件的内型面为圆柱状，外型面的其中一端设置有拔模角；

所述最外层薄壁管件的外型面为圆柱状，内型面的其中一端设置有拔模角；

所述中间薄壁管件的内外型面上均设置有拔模角；

所述芯部薄壁管件、中间薄壁管件和最外层薄壁管件的拔模角角度均相同；

芯部薄壁管件、各中间薄壁管件和最外层薄壁管件的相邻型面均相适配；

所述芯部薄壁管件和最外层薄壁管件的壁厚尺寸为3～6mm；所述中间薄壁管件的壁厚为2～6mm；

所述芯部薄壁管件和中间薄壁管件的外型面上均沿周向设置多个沿轴向贯穿的凹槽；凹槽与相邻薄壁管件形成空隙，空隙内填装碳化硅粉与水的稠状溶液；所述碳化硅粉与水的质量配比为4.5-5.5：10-12；

相邻薄壁管件上的凹槽错位布置。

进一步地，各薄壁管件的长度L和拔模角的关系满足以下条件：薄壁管件长度L取值为0.1≤L≤300mm，拔模角为0.5°～0.7°；薄壁管件长度L取值为300＜L＜600mm，拔模角为0.4°～0.5°；薄壁管件长度L取值为600≤L≤800mm，拔模角为0.3°～0.4°。

进一步地，芯部薄壁管件、中间薄壁管件和最外层薄壁管件的总壁厚t与薄壁管件数量n的关系为：