CN107035423B - 陶瓷基质复合物构件和制造陶瓷基质复合物构件的工艺 - Google Patents

陶瓷基质复合物构件和制造陶瓷基质复合物构件的工艺 Download PDF

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Abstract

一种制造热气路径涡轮构件的工艺。工艺包括在第一陶瓷基质复合物板层中形成空隙和在第二陶瓷基质复合物板层中形成空隙。第二陶瓷基质复合物板层定位在第一陶瓷基质复合物板层上，使得所述定位使空隙对齐，以至少部分地在构件中限定腔体。第三陶瓷基质复合物板层定位在第一陶瓷基质复合物板层和第一陶瓷基质复合物板层上，第二陶瓷基质复合物板层和第三陶瓷基质复合物板层被密实化而形成密实化本体。腔体存在于密实化本体中。还公开在其中具有腔体的陶瓷基质复合物。

Description

陶瓷基质复合物构件和制造陶瓷基质复合物构件的工艺
技术领域
本发明大体涉及用于发电的燃气涡轮，且更具体而言涉及形成用于燃气涡轮的热气路径涡轮构件的陶瓷基质复合物构件的方法。
背景技术
如由较传统的超合金材料形成的涡轮叶片和导叶那样，CMC叶片和导叶主要配备有腔体和冷却空隙，以减轻重量，减轻离心负载，和降低构件的运行温度。这些特征典型地使用可移除的且可消耗的加工的组合而形成在CMC构件中。内部冷却槽道对于冷却金属和CMC热气路径硬件是有利的，因为它们降低冷却流需求和热梯度/应力。
基于碳化硅(SiC)的陶瓷基质复合物(CMC)材料被提供来作为燃气涡轮发动机的某些构件的材料，诸如涡轮叶片、导叶、喷嘴和叶轮。已知多种方法用于制造基于SiC的构件，包括Silicomp、熔体浸渗(MI)、化学气相浸渗(CVI)、聚合物浸渍热解(PIP)和氧化物/氧化物工艺。虽然这些制造技术显著各自彼此不同，但是各自涉及使用手动叠置和加工或模具，以通过包括在各种处理阶段应用热的工艺制造近净形状部件。
用于在CMC构件中形成内部通道或腔体的当前制造方法使用需要在燃尽循环期间从内部通道“熔化出”或移除的材料。对CMC构件形成腔体包括多个步骤，包括使用预型件。首先，其中的一些可包括增强材料或用基质预浸渍的多个陶瓷板层在心轴上叠置或模制成预定型式，以提供构件的期望最终或近净形状和期望机械属性。心轴大体选自诸如锡、乙烯树脂或其它可熔化材料的材料。叠置板层可用基质材料(诸如SiC)预先浸渍(预浸渍)，或在叠置板层之后用基质浸渍。在密实化CMC预型件之前，心轴通过燃尽循环移除。在燃尽循环中，CMC预型件倒转且形成心轴的材料(诸如锡、乙烯树脂或其它可熔化材料)通过预型件CMC的开口末梢熔化出，从而离开开口末梢区域。
发明内容
在实施例中，一种制造热气路径涡轮构件的工艺。工艺包括在第一陶瓷基质复合物板层中形成空隙和在第二陶瓷基质复合物板层中形成空隙。第二陶瓷基质复合物板层定位在第一陶瓷基质复合物板层上，使得所述定位使空隙对齐，以至少部分地限定构件中的腔体。第三陶瓷基质复合物板层定位在第一陶瓷基质复合物板层和第一陶瓷基质复合物板层上，第二陶瓷基质复合物板层和第三陶瓷基质复合物板层被密实化(densify)以形成密实化本体。腔体存在于密实化本体中。
在另一个实施例中，一种陶瓷基质复合物构件。工艺包括将第一陶瓷基质复合物板层定位成接触第二陶瓷基质复合物板层。第一陶瓷基质复合物板层和第二陶瓷基质复合物板层部分地硬化，以形成硬化预型件。空隙形成于硬化预型件中。第三陶瓷基质复合物板层定位在第一陶瓷基质复合物板层上。第一陶瓷基质复合物板层、第二陶瓷基质复合物板层和第三陶瓷基质复合物板层经历硬化。第一陶瓷基质复合物板层、第二陶瓷基质复合物板层和第三陶瓷基质复合物板层被密实化，以形成密实化本体。腔体存在于密实化本体中。
在另一个实施例中，一种陶瓷基质复合物构件。陶瓷基质复合物包括多个陶瓷基质复合物板层，其形成密实化本体。多个陶瓷基质板层各自具有空隙，其对齐，以在密实化本体内限定腔体。腔体沿着密实化本体的至少一部分具有直线边界。
技术方案1. 一种制造陶瓷基质复合物构件的工艺，所述工艺包括：
在第一陶瓷基质复合物板层中形成空隙；
在第二陶瓷基质复合物板层中形成空隙；
将所述第二陶瓷基质复合物板层定位在所述第一陶瓷基质复合物板层上，所述定位使所述空隙对齐，以至少部分地在所述构件中限定腔体；
将第三陶瓷基质复合物板层定位在所述第一陶瓷基质复合物板层上；
以及
密实化所述第一陶瓷基质复合物板层、所述第二陶瓷基质复合物板层和所述第三陶瓷基质复合物板层，以形成密实化本体；
其中所述腔体存在于所述密实化本体中。
技术方案2. 根据技术方案1所述的工艺，其特征在于，空隙的形成通过下者中的一个或多个进行：对所述第一陶瓷基质复合物板层或所述第二陶瓷基质复合物板层的陶瓷基质复合物材料进行激光钻孔、放电机加工、切割或机加工。
技术方案3. 根据技术方案1所述的工艺，其特征在于，所述第一陶瓷基质复合物板层、所述第二陶瓷基质复合物板层和所述第三陶瓷基质复合物板层中的一个或多个为预浸渍复合物板层。
技术方案4. 根据技术方案1所述的工艺，其特征在于，所述第三陶瓷基质复合物板层的纤维与所述腔体的中心轴线形成大于10度角度。
技术方案5. 根据技术方案1所述的工艺，其特征在于，在密实化期间，所述腔体完全包围在所述密实化本体内。
技术方案6. 根据技术方案5所述的工艺，其特征在于，进一步包括在所述密实化本体中机加工出至少一个开口。
技术方案7. 根据技术方案1所述的工艺，其特征在于，所述密实化包括熔体浸渗或化学气相淀积。
技术方案8. 根据技术方案1所述的工艺，其特征在于，进一步包括在密实化之前，硬化所述第一陶瓷基质复合物板层、所述第二陶瓷基质复合物板层和所述第三陶瓷基质复合物板层。
技术方案9. 根据技术方案1所述的工艺，其特征在于，所述密实化本体形成所述陶瓷基质复合物构件的至少一部分，所述陶瓷基质复合物构件选自：衬套、叶片、护罩、喷嘴、燃烧器、喷嘴端壁和叶片平台。
技术方案10. 一种制造陶瓷基质复合物构件的工艺，所述工艺包括：
将第一陶瓷基质复合物板层定位成接触第二陶瓷基质复合物板层；
部分地硬化所述第一陶瓷基质复合物板层和所述第二陶瓷基质复合物板层，以形成硬化预型件；
在所述硬化预型件中形成空隙；
将第三陶瓷基质复合物板层定位在所述第一陶瓷基质复合物板层上；
使所述第一陶瓷基质复合物板层、所述第二陶瓷基质复合物板层和所述第三陶瓷基质复合物板层经历硬化；以及
密实化所述第一陶瓷基质复合物板层、所述第二陶瓷基质复合物板层和所述第三陶瓷基质复合物板层，以形成密实化本体，所述密实化包括熔体浸渗或化学气相淀积；
其中所述腔体存在于所述密实化本体中。
技术方案11. 根据技术方案10所述的工艺，其特征在于，形成所述空隙通过下者中的一个或多个进行：对所述第一陶瓷基质复合物板层或所述第二陶瓷基质复合物板层的陶瓷基质复合物材料进行激光钻孔、放电机加工、切割或机加工。
技术方案12. 根据技术方案10所述的工艺，其特征在于，所述空隙为所述硬化预型件中的凹陷区域，其具有变化的深度或变化的横截面直径。
技术方案13. 根据技术方案10所述的工艺，其特征在于，所述第三陶瓷基质复合物板层为第二硬化预型件，其具有第二空隙。
技术方案14. 根据技术方案10所述的工艺，其特征在于，所述热气路径涡轮构件选自：衬套、叶片、护罩、喷嘴、燃烧器、喷嘴端壁和叶片平台。
技术方案15. 一种陶瓷基质复合物构件，包括：
多个陶瓷基质复合物板层，其形成密实化本体，所述多个陶瓷基质板层各自具有空隙，其对齐以在所述密实化本体内限定腔体；
其中所述腔体沿着所述密实化本体的至少一部分具有直线边界。
技术方案16. 根据技术方案15所述的热气路径涡轮构件，其特征在于，所述直线边界为机加工出的边界。
技术方案17. 根据技术方案15所述的热气路径涡轮构件，其特征在于，所述直线边界为切割出的边界。
技术方案18. 根据技术方案15所述的热气路径涡轮构件，其特征在于，所述腔体包括变化的深度或变化的横截面直径。
技术方案19. 根据技术方案15所述的热气路径涡轮构件，其特征在于，所述热气路径涡轮构件选自：衬套、叶片、护罩、喷嘴、燃烧器、喷嘴端壁和叶片平台。
技术方案20. 根据技术方案15所述的热气路径涡轮构件，其特征在于，所述第一陶瓷基质复合物板层和所述第二陶瓷基质复合物板层的纤维与所述腔体的中心轴线形成大于10度角度。
结合附图，根据以下更详细描述，本发明的其它特征和优点将显而易见，附图以示例的方式示出本发明的原理。
附图说明
图1为本公开的陶瓷基质复合物(CMC)构件的透视图。
图2为根据本公开的沿图1的方向2-2得到的截面图。
图3为根据本公开的沿图1的方向3-3得到的截面图。
图4显示根据本公开的构件的透视图。
图5示意性地显示根据本公开的实施例的形成CMC构件的工艺的透视图。
图6示意性地显示根据本公开的实施例的形成CMC构件的工艺的透视图。
图7示意性地显示根据本公开的实施例的形成CMC构件的工艺的透视图。
在可行的情况下，相同参考标号在所有图中将用来表示相同部件。
具体实施方式
例如与不包括本文公开的一个或多个特征的概念相比，本公开的实施例使得能够实现近壁冷却，这减小了贯通壁热梯度，以及更高效地冷却热气路径硬件，并且实现能够降低部件的冷却要求和流率的更高效地冷却。本公开的实施例还允许降低冷却流，以实现高涡轮性能。另外，本公开的构件具有较低的热梯度，从而使得应力减小，寿命增加且寿命循环成本减少，而且提高了设计灵活性。根据本公开的方法的复杂性降低，成本减少且不需要昂贵且耗时地淋洗冷却通道。另外，根据本公开的方法没有在处理之后在冷却通道中留下残余牺牲材料的风险。
当介绍本发明的多种实施例的元件时，冠词“一个”、“一种”、“该”和“所述”意图意味着存在一个或多个元件。用语“包括”、“包含”和“具有”意图为包括性的，并且意味着除了列出的元件之外可存在另外的元件。
用来发电的系统包括(但不限于)燃气涡轮、蒸汽涡轮和用于发电的其它涡轮组件，诸如基于地面的航空衍生物。在某些应用中，发电系统(在其中包括涡轮机(例如，涡轮、压缩机和泵)和其它机器可包括暴露于严重磨损状况的构件。例如，诸如叶片、轮叶、壳、转子轮、轴、护罩、喷嘴等等的某些发电系统构件可在高热和高旋转环境中工作。使用陶瓷基质复合物制造这些构件，而且这些构件还可包括冷却通道。本公开提供一种形成陶瓷基质复合物(CMC)构件(包括冷却通道)的方法。本公开的示例性实施例在图1-3中显示为涡轮叶片，但本公开不限于所示出的结构。
图1是诸如(但不限于)涡轮叶片或涡轮导叶的构件10的透视图。虽然图1显示了涡轮叶片，但是根据本公开，其它适当的构件包括(但不限于)衬套、叶片、护罩、喷嘴、燃烧器、喷嘴端壁、叶片平台或其它热气路径构件。构件10优选由陶瓷基质复合物(CMC)材料形成。构件10的材料包括(但不限于)基于氧化物的CMC，诸如(但不限于)氧化铝、富铝红柱石、氮化硼、碳化硼、硅铝氧氮聚合材料(硅、铝、氧和氮)、金属间化合物和它们的组合。构件10的材料的适当示例包括(但不限于)可从加利福尼亚的圣地亚哥的COI陶瓷公司获得的AN-720(基于氧化物-氧化物)，或者混合氧化物CMC材料。用来制作构件10的材料的适当示例包括(但不限于)用SiC浸渍的SiC纤维和用多种粘结剂浸渍的碳基质。构件10包括翼型件22，对着翼型件22引导热排气流。翼型件22从末梢30延伸到鸠尾件24。构件10通过鸠尾件24安装到涡轮盘(未显示)上，鸠尾件24从翼型件22向下延伸，并且接合涡轮盘上的槽口。平台26从翼型件22连结到鸠尾件24上所处的区域沿侧向向外延伸。涡轮叶片20包括至少一个气室50，如图2中显示的那样，气室50沿着翼型件22的内部延伸。在发电系统的运行期间，冷却空气流被引导通过气室50，以降低翼型件22的温度。
图2是沿图1的方向2-2得到的构件10的截面图，其显示了形成的涡轮叶片20的内部腔体70。多个板层60(为了清楚仅仅显示了几个)包围和形成内部腔体70。如图2中显示的那样，板层60包括腔体70，其形成到板层60中且在板层60之间延伸。图3是沿图1的方向3-3得到的构件10的截面图，其显示了陶瓷基质复合物板层60具有在其中形成的腔体70。腔体70延伸通过板层60且形成开口，开口足以允许流体流通过其中。
板层60和腔体70的布置是示意性的且为了说明目的已经放大。板层和空隙的大小和几何结构不限于图1-3中显示的那些。另外，虽然显示了腔体70在构件10的内部，但在另一个实施例中，腔体70通入气室50、其它腔体70、构件10的外部或者它们的组合且与其处于流体连通。
图4显示根据本公开的构件10的透视图，其中，在构件10中存在腔体70。如图4中显示的那样，构件10可包括开口402或通道404，其可机加工或者以别的方式形成为对外部构件(诸如热气路径或气室50，或其它腔体70)提供流体连通。
图5示意性地显示形成根据本公开的CMC构件10的工艺，在CMC构件10中具有内部腔体70(也参见图4)。如图5中显示的那样，使用叠置技术形成构件10。工艺500包括提供陶瓷基质复合物板层60(步骤501)。陶瓷基质复合物板层60可为单个板层或多个板层，诸如形成为层叠叠堆的一系列板层。板层60的材料的示例包括(但不限于)预浸渍复合物板层，包括例如编织碳纤维、粘结剂材料和经涂覆的SiC纤维。板层60的其它适当材料包括包含氧化铝、氧化锆、氧化钛、镁、二氧化硅、莫来石和/或尖晶石的氧化物；包含硅、硼和/或钛的碳化物；包含硅和硼的氮化物。适合在板层60中使用的其它已知纤维包括Nextel、Nicalon、hi-Nicalon、Tyranno和Sylramic纤维。在提供陶瓷基质复合物板层60之后，在陶瓷基质复合物板层60中形成空隙502 (步骤503)。使用任何适当的技术形成空隙502，以在CMC材料中形成开口。空隙的几何结构包括任何适当的几何结构，包括圆形、弯曲形、椭圆形、直线或其它适合接收冷却流的几何结构。在一个实施例中，在连续片材中形成空隙502，如图5中显示的那样。在另一个实施例中，通过在板层60中不连续地形成开口来形成空隙502，其中，板层60各自有一部分被沿着它们的边缘切割或以别的方式移除，板层60共同配合形成空隙502。在一个实施例中，空隙502是直线槽口。适当的空隙形成技术包括对陶瓷基质复合物板层60的陶瓷基质复合物材料进行激光钻孔、放电机加工和切割或机加工。在陶瓷基质复合物板层60中形成空隙502之后，第一陶瓷基质复合物板层504相对于第二陶瓷基质复合物板层506定位，其中，相应板层60中的空隙是对齐的，以限定腔体70(步骤505)。可进一步包括第三陶瓷基质复合物板层508且其可包括或不包括腔体70。对齐使得空隙502具有匹配或基本匹配相邻陶瓷基质复合物板层的几何结构。对齐的空隙叠堆形成腔体70。本公开不限于图5中显示的多个板层60。板层的数量基于构件10的期望大小和构造而改变且不特别受限。
在腔体70形成之后，可选地应用帽陶瓷基质复合物板层510来封闭腔体70(步骤507)。在一个实施例中，邻近腔体70的板层60包括沿纤维相对于通道或空心腔体形成大于10度的角度的方向定向的纤维。例如，帽陶瓷基质复合物板层和第三陶瓷基质复合物板层508的纤维相对于腔体70的中心轴线形成大于10度的角度。成角度的板层的布置允许提高应力集中能力。另外，利用成角度的板层有助于紧凑，因为以此方式对齐纤维可通过桥接空隙来减少或消除板层下倾到开放空隙中。备选地，可允许板层60的叠堆512具有暴露的腔体70，并且可相应地对其进行进一步处理。在一个实施例中，对齐或形成空隙502，以将腔体70制造成凹陷区域，诸如叠堆512中的通道或凹槽。腔体70包括延伸到板层叠堆512中且对应于形成于密实化本体中的腔体的深度。腔体70在腔体的长度上可包括恒定深度，或者可具有变化的深度或变化的横截面。在一个实施例中，在板层叠堆512的形成期间，板层60在定向上是交替的(例如，沿相反方向翻转)，以确保预固化层叠叠堆最外部板层的基质在外部，以结合到额外的构件或板层上。在一个实施例中，预型件或部分地密实化的层叠叠堆的外面在暴露的外表面上具有基质，以促进结合。在应用帽陶瓷基质复合物板层510的可选步骤之后，将叠堆512置于高压釜中，并且完成高压釜循环 (步骤509)。叠堆512经受在本行业中对陶瓷复合物材料使用的典型的高压釜压力和温度循环。在高压釜中的处理可抽出板层中剩余的任何挥发物，并且高压釜条件可取决于板层材料而改变。在高压釜中的处理之后，执行燃尽工艺，以移除任何剩余的心轴材料或叠堆512中的额外粘结剂。通常在大约426-648℃(大约800-1200℉)的温度下进行燃尽工艺。
在燃尽之后，将预型件构件置于真空炉中进行密实化(步骤511)。使用任何已知的密实化技术来执行密实化，包括(但不限于)Silicomp、熔体浸渗(MI)、化学气相浸渗(CVI)、聚合物浸渍热解(PIP)和氧化物/氧化物工艺。可在建立的气氛高于1200℃的温度的真空炉中进行密实化，以允许硅或其它材料熔化而浸渗到预型件构件中。如图5中显示的那样，一种适当的密实化方法是熔体浸渗，其中，液体基质材料513被吸到叠堆512中，并且基质材料凝固。腔体70包括足够的直径和长度，使得诸如硅的基质材料不浸渗，或者不以别的方式充分地浸渗腔体70，使得腔体70在密实化之后仍然是开放的。在密实化之后，密实化叠堆512或密实化本体如图4中显示的那样包括内部腔体70，并且形成构件10的至少一部分。
图6示意性地显示根据本公开的另一个实施例的形成CMC构件10的工艺，在CMC构件10中具有内部腔体70(也参见图4)。如图6中显示的那样，使用类似于图5中显示的实施例的叠置技术来形成构件10。工艺600包括提供陶瓷基质复合物板层60(步骤601)。在提供陶瓷基质复合物板层60之后，在陶瓷基质复合物板层60中形成空隙502 (步骤603)。在陶瓷基质复合物板层60中形成空隙502之后，第一陶瓷基质复合物板层504相对于第二陶瓷基质复合物板层506定位，其中，对齐相应板层60中的空隙，以限定腔体70(步骤605)。如同图5一样，多个板层60基于构件10的期望大小和构造而改变且不特别地受限。在板层60对齐而形成腔体70之后，第一陶瓷基质复合物板层504和第二陶瓷基质复合物板层506部分地硬化而形成硬化预型件(步骤607)。如本文所用，部分地硬化指的是诸如用高压釜进行固化或硬化工艺，其中，从第一陶瓷基质复合物板层504和第二陶瓷基质复合物板层506中移除有机物或其它挥发物，以使结构至少部分地硬化。硬化包括足以使结构硬化的固化，以进行进一步处理。部分硬化的温度和时间基于期望硬化水平和板层60中存在的基质的量和类型而改变。
在硬化预型件615形成之后，第一预型件617、第二预型件619(各自具有空隙502)各自朝向彼此，并且各自彼此对齐，以在叠堆512内形成更大腔体70(步骤609)。在一个实施例中，在板层叠堆512的形成期间，板层60交替地定向(例如，沿相反方向翻转)，以确保预固化层叠叠堆最外部板层的基质在外部，以使预型件615彼此结合。
在具有内部腔体70的叠堆512形成之后，将叠堆512置于高压釜中，并且完成固化循环(步骤611)。如上面关于图5所注意到的那样，固化循环可包括高压釜循环和燃尽循环。在燃尽循环之后，将预型件构件置于真空炉中进行密实化(步骤613)。
图7示意性地显示根据本公开的另一个实施例的形成CMC构件10的工艺，在CMC构件10中具有内部腔体70(也参见图4)。如图7中显示的那样，使用类似于图5中显示的实施例的叠置技术来形成构件10。工艺700包括提供陶瓷基质复合物板层60(步骤701)。在提供陶瓷基质复合物板层60之后，多个板层60定位成彼此接触，以形成预固化叠堆717(步骤703)。如同图5一样，多个板层60基于构件10的期望大小和构造而改变且不特别地受限。在预固化叠堆717形成之后，预固化叠堆717部分地固化，以形成硬化预型件615(步骤705)。
在硬化预型件615形成之后，在硬化预型件中形成腔体70 (步骤707)。在一个实施例中，腔体70是凹陷区域，诸如硬化预型件615中的通道或凹槽。适当的腔体形成技术包括对硬化预型件615的陶瓷基质复合物材料进行激光钻孔、放电机加工和切割或机加工。在一个实施例中，在硬化预型件615的形成期间，板层60交替地定向(例如，沿相反方向翻转)，以确保预固化层叠叠堆最外部板层的基质在外部，以将预型件615结合到其它层上。在具有腔体70的硬化预型件615形成之后，可应用帽陶瓷基质复合物板层510来封闭腔体70(步骤709)。在另一个实施例中，帽陶瓷基质复合物板层510可由其中形成有腔体70的第二硬化预型件615代替。在这个实施例中，腔体70在对应硬化预型件中是对齐的，并且形成被包围在叠堆512内的更大腔体70。
在具有内部腔体70的硬化预型件形成之后，将叠堆512置于高压釜中，并且完成固化循环 (步骤711)。如上面关于图5所注意到的那样，固化循环可包括高压釜循环和燃尽循环。在燃尽循环之后，将预型件构件置于真空炉中进行密实化(步骤713)。
在备选实施例中，根据本公开，构件10形成为具有腔体70，其中，使用已知机加工操作来形成空隙502。包括通往构件10的外部的腔体70的构件结合到较大CMC结构或构件中，其中，腔体70由被沿与腔体70方向相反的方向偏压的帽陶瓷基质复合物板层覆盖。
在备选实施例中，根据本公开，构件10形成为具有腔体70。但是，未应用帽陶瓷基质复合物板层510。叠堆512经受高压釜循环。在高压釜循环之后，通过任何适当的机加工工艺对腔体70进行机加工，使得消除板层在腔体中的未对齐。在机加工步骤之后，具有机加工出的腔体70的叠堆512经受另一个高压釜循环且被密实化。
在一个实施例中，腔体70足够大且在构件10中是开放的，使得可引导冷却剂或其它流体通过其中，以对构件10提供冷却。根据例如图5中显示的工艺制造而成的腔体是封闭的且在构件10的内部。可通过机加工或以别的方式在构件10中形成开口，诸如馈送孔和热气路径排出孔，来从气室50、其它腔体70或构件的外部对用于冷却的腔体70进行供给和/或使腔体70排出到气室50、其它腔体70或构件的外部。
虽然已经参照一个或多个实施例来描述了本发明，但本领域技术人员将理解，可作出许多改变，而且等效物可代替其要素，而不偏离本发明的范围。另外，可作出许多修改，以使特定情形或材料适合本发明的教导，而不偏离本发明的实质性范围。因此，意于的是本发明不限于公开为为了执行本发明而构想的最佳模式的特定实施例，而是本发明将包括落在所附权利要求的范围内的所有实施例。

Claims (21)

1.一种制造陶瓷基质复合物构件的工艺，所述工艺包括：
在第一陶瓷基质复合物板层中形成空隙；
在第二陶瓷基质复合物板层中形成空隙，所述第二陶瓷基质复合物板层中的空隙包括与所述第一陶瓷基质复合物板层中的空隙匹配的几何结构；
将所述第二陶瓷基质复合物板层定位在所述第一陶瓷基质复合物板层上，所述定位使所述空隙对齐，以至少部分地在所述构件中限定腔体；
将第三陶瓷基质复合物板层定位在所述第一陶瓷基质复合物板层上；
以及
密实化所述第一陶瓷基质复合物板层、所述第二陶瓷基质复合物板层和所述第三陶瓷基质复合物板层，以形成密实化本体；
其中所述腔体存在于所述密实化本体中；并且
其中在密实化期间，所述腔体完全包围在所述密实化本体内。
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，空隙的形成通过下者中的一个或多个进行：对所述第一陶瓷基质复合物板层或所述第二陶瓷基质复合物板层的陶瓷基质复合物材料进行激光钻孔、切割或机加工。
3.根据权利要求2所述的工艺，其特征在于，所述机加工为放电机加工。
4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述第一陶瓷基质复合物板层、所述第二陶瓷基质复合物板层和所述第三陶瓷基质复合物板层中的一个或多个为预浸渍复合物板层。
5.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述第三陶瓷基质复合物板层的纤维与所述腔体的中心轴线形成大于10度角度。
6.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，进一步包括在所述密实化本体中机加工出至少一个开口。
7.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述密实化包括熔体浸渗或化学气相淀积。
8.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，进一步包括在密实化之前，硬化所述第一陶瓷基质复合物板层、所述第二陶瓷基质复合物板层和所述第三陶瓷基质复合物板层。
9.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述密实化本体形成所述陶瓷基质复合物构件的至少一部分，所述陶瓷基质复合物构件选自：衬套、叶片、护罩、喷嘴、燃烧器、喷嘴端壁和叶片平台。
10.一种制造陶瓷基质复合物构件的工艺，所述工艺包括：
将第一陶瓷基质复合物板层定位成接触第二陶瓷基质复合物板层；
部分地硬化所述第一陶瓷基质复合物板层和所述第二陶瓷基质复合物板层，以形成硬化预型件；
在所述硬化预型件中形成空隙，所述空隙在所述第一陶瓷基质复合物板层中的第一部分包括与所述空隙在所述第二陶瓷基质复合物板层中的第二部分匹配的几何结构；
将第三陶瓷基质复合物板层定位在所述第一陶瓷基质复合物板层上；
使所述第一陶瓷基质复合物板层、所述第二陶瓷基质复合物板层和所述第三陶瓷基质复合物板层经历硬化；以及
密实化所述第一陶瓷基质复合物板层、所述第二陶瓷基质复合物板层和所述第三陶瓷基质复合物板层，以形成密实化本体，所述密实化包括熔体浸渗或化学气相淀积；
其中腔体存在于所述密实化本体中；并且
其中在密实化期间，所述腔体完全包围在所述密实化本体内。
11.根据权利要求10所述的工艺，其特征在于，形成所述空隙通过下者中的一个或多个进行：对所述第一陶瓷基质复合物板层或所述第二陶瓷基质复合物板层的陶瓷基质复合物材料进行激光钻孔、切割或机加工。
12.根据权利要求11所述的工艺，其特征在于，所述机加工为放电机加工。
13.根据权利要求10所述的工艺，其特征在于，所述空隙为所述硬化预型件中的凹陷区域，其具有变化的深度或变化的横截面直径。
14.根据权利要求10所述的工艺，其特征在于，所述第三陶瓷基质复合物板层为第二硬化预型件，其具有第二空隙。
15.根据权利要求10所述的工艺，其特征在于，所述陶瓷基质复合物构件选自：衬套、叶片、护罩、喷嘴、燃烧器、喷嘴端壁和叶片平台。
16.一种陶瓷基质复合物构件，包括：
多个陶瓷基质复合物板层，其形成密实化本体，所述多个陶瓷基质复合物板层各自具有空隙，其对齐以在所述密实化本体内限定腔体，所述多个陶瓷基质复合物板层中的第一陶瓷基质复合物板层中的空隙包括与所述多个陶瓷基质复合物板层中的第二陶瓷基质复合物板层中的空隙匹配的几何结构；
其中所述腔体沿着所述密实化本体的至少一部分具有直线边界；并且
其中所述腔体完全包围在所述密实化本体内。
17.根据权利要求16所述的陶瓷基质复合物构件，其特征在于，所述直线边界为机加工出的边界。
18.根据权利要求16所述的陶瓷基质复合物构件，其特征在于，所述直线边界为切割出的边界。
19.根据权利要求16所述的陶瓷基质复合物构件，其特征在于，所述腔体包括变化的深度或变化的横截面直径。
20.根据权利要求16所述的陶瓷基质复合物构件，其特征在于，所述陶瓷基质复合物构件选自：衬套、叶片、护罩、喷嘴、燃烧器、喷嘴端壁和叶片平台。
21.根据权利要求16所述的陶瓷基质复合物构件，其特征在于，所述第一陶瓷基质复合物板层和所述第二陶瓷基质复合物板层的纤维与所述腔体的中心轴线形成大于10度角度。
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