RU2529529C2 - Деталь малой толщины из термоструктурного композиционного материала и способ ее изготовления - Google Patents

Деталь малой толщины из термоструктурного композиционного материала и способ ее изготовления Download PDF

Info

Publication number
RU2529529C2
RU2529529C2 RU2012121265/03A RU2012121265A RU2529529C2 RU 2529529 C2 RU2529529 C2 RU 2529529C2 RU 2012121265/03 A RU2012121265/03 A RU 2012121265/03A RU 2012121265 A RU2012121265 A RU 2012121265A RU 2529529 C2 RU2529529 C2 RU 2529529C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
multilayer
fabric
thickness
preform
layers
Prior art date
Application number
RU2012121265/03A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2012121265A (ru
Inventor
Франсуа ШАРЛЁ
Доминик КУП
Эрик ФИЛИП
Original Assignee
Геракл
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Геракл filed Critical Геракл
Publication of RU2012121265A publication Critical patent/RU2012121265A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2529529C2 publication Critical patent/RU2529529C2/ru

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02K—JET-PROPULSION PLANTS
    • F02K9/00—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof
    • F02K9/97—Rocket nozzles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/52—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/56—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides
    • C04B35/565—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/628—Coating the powders or the macroscopic reinforcing agents
    • C04B35/62844—Coating fibres
    • C04B35/62857—Coating fibres with non-oxide ceramics
    • C04B35/62865—Nitrides
    • C04B35/62868—Boron nitride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/628—Coating the powders or the macroscopic reinforcing agents
    • C04B35/62844—Coating fibres
    • C04B35/62857—Coating fibres with non-oxide ceramics
    • C04B35/62873—Carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/628—Coating the powders or the macroscopic reinforcing agents
    • C04B35/62884—Coating the powders or the macroscopic reinforcing agents by gas phase techniques
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/628—Coating the powders or the macroscopic reinforcing agents
    • C04B35/62897—Coatings characterised by their thickness
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/71—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents
    • C04B35/78—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents containing non-metallic materials
    • C04B35/80—Fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D25/00—Woven fabrics not otherwise provided for
    • D03D25/005—Three-dimensional woven fabrics
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06C—FINISHING, DRESSING, TENTERING OR STRETCHING TEXTILE FABRICS
    • D06C29/00—Finishing or dressing, of textile fabrics, not provided for in the preceding groups
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02K—JET-PROPULSION PLANTS
    • F02K1/00—Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto
    • F02K1/78—Other construction of jet pipes
    • F02K1/82—Jet pipe walls, e.g. liners
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/48—Organic compounds becoming part of a ceramic after heat treatment, e.g. carbonising phenol resins
    • C04B2235/483—Si-containing organic compounds, e.g. silicone resins, (poly)silanes, (poly)siloxanes or (poly)silazanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
    • C04B2235/5208—Fibers
    • C04B2235/5216—Inorganic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
    • C04B2235/5208—Fibers
    • C04B2235/5216—Inorganic
    • C04B2235/524—Non-oxidic, e.g. borides, carbides, silicides or nitrides
    • C04B2235/5244—Silicon carbide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
    • C04B2235/5208—Fibers
    • C04B2235/5216—Inorganic
    • C04B2235/524—Non-oxidic, e.g. borides, carbides, silicides or nitrides
    • C04B2235/5248—Carbon, e.g. graphite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
    • C04B2235/5208—Fibers
    • C04B2235/5252—Fibers having a specific pre-form
    • C04B2235/5256—Two-dimensional, e.g. woven structures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
    • C04B2235/5208—Fibers
    • C04B2235/5268—Orientation of the fibers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/60—Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
    • C04B2235/614—Gas infiltration of green bodies or pre-forms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/60—Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
    • C04B2235/616—Liquid infiltration of green bodies or pre-forms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/95—Products characterised by their size, e.g. microceramics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/80—Application in supersonic vehicles excluding hypersonic vehicles or ram, scram or rocket propulsion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/10—Stators
    • F05D2240/12—Fluid guiding means, e.g. vanes
    • F05D2240/128—Nozzles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/60—Properties or characteristics given to material by treatment or manufacturing
    • F05D2300/601—Fabrics
    • F05D2300/6012—Woven fabrics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/60—Properties or characteristics given to material by treatment or manufacturing
    • F05D2300/603—Composites; e.g. fibre-reinforced
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/60—Properties or characteristics given to material by treatment or manufacturing
    • F05D2300/603—Composites; e.g. fibre-reinforced
    • F05D2300/6033—Ceramic matrix composites [CMC]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24942—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including components having same physical characteristic in differing degree
    • Y10T428/2495—Thickness [relative or absolute]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Woven Fabrics (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

Изобретение относится к деталям из термоструктурного композиционного материала, имеющим по меньшей мере в одной части малую толщину, и может быть использовано в авиационной и космической областях, например в корпусах газотурбинных двигателей или диффузорах сопел. Деталь изготовлена из материала, содержащего волокнистый каркас из углеродных или керамических волокон, уплотненный матрицей, причём толщина детали составляет меньше 2 мм и даже меньше 1 мм; волокнистый каркас образован единственной толщиной многослойной ткани, сформированной из рассредоточенных нитей, имеющих весовой номер, равный, по меньшей мере, 200 текс, объемная доля волокон составляет от 25% до 45% и отношение между числом слоев многослойной ткани и толщиной детали в миллиметрах равно по меньшей мере 4. Технический результат изобретения - придание композиционному материалу желаемых механических свойств при получении детали малой толщины. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 пр., 6 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к деталям из термоструктурного композиционного материала, точнее к таким деталям, которые, по меньшей мере, в одной части имеют малую толщину, то есть толщину меньше 2 мм.
В частности, изобретение относится к конструктивным деталям, предназначенным для применения в авиационной и космической областях, а именно к деталям задних корпусов авиационных газотурбинных двигателей, диффузорам сопел и т.п.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Для таких деталей было предложено использовать термоструктурные композиционные материалы, то есть композиционные материалы, обладающие механическими свойствами, которые делают их пригодными для изготовления конструктивных деталей, и способностью сохранять эти механические свойства при высоких температурах. Примерами термоструктурных композиционных материалов являются композиционные материалы углерод/углерод или С/С (каркас из углеродных волокон и матрица из углерода) и композиционные материалы с керамической матрицей или CMC (от англ. "ceramic matrix composite" и франц. "materiaux composites à matrice céramique"), такие как С/SiC (каркас из углеродных волокон и матрица из карбида кремния), или C/C-SiC (каркас из углеродных волокон и смешанная матрица из углерода и карбида кремния), или же SiC/SiC.
Изготовление детали из материала С/С или CMC обычно включает формирование волокнистой преформы, которая имеет форму, соответствующую форме подлежащей изготовлению детали, и образует волокнистый каркас композиционного материала, и уплотнение волокнистой преформы матрицей композиционного материала.
Для придания композиционному материалу желаемых механических свойств с обеспечением достаточной доступной пористости, допускающей уплотнение матрицей, объемная доля волокон, то есть процентная доля, занимаемая волокнами в объеме детали или в кажущемся объеме волокнистого каркаса, обычно составляет от 25% до 45%.
Волокнистая преформа может быть получена путем придания формы волокнистым слоям, например слоям ткани или холстам с одним или множественным направлением нитей, при этом несколько слоев могут быть наложены друг на друга и соединены между собой, например, проработкой иглами. Волокнистая преформа может быть также получена путем трехмерного тканья или многослойного тканья (когда несколько слоев нитей основы соединяются нитями утка).
Уплотнение волокнистой преформы углеродной или керамической матрицей может осуществляться жидким путем или химической инфильтрацией из газовой фазы (англоязычное сокращение - CVI от "Chemical Vapor Infiltration"). Уплотнение жидким способом включает пропитку волокнистой преформы жидкой композицией, содержащей полимер - предшественник углерода или керамики, а затем полимеризацию и пиролиз полимера для получения углеродного или керамического остатка, причем при необходимости могут осуществляться несколько последовательных циклов пропитки, полимеризации и пиролиза.
Уплотнение способом химической инфильтрации из газовой фазы выполняют путем помещения волокнистой преформы в камеру и впуска в камеру реакционной газовой фазы, которая в определенных условиях, а именно при определенном давлении и температуре, диффундирует в преформе и позволяет получать осадок материала матрицы путем разложения одного или больше компонентов газовой фазы или путем реакции между несколькими компонентами. Для деталей особой формы, в частности сложной формы, может выполняться первый этап упрочнения жидким путем при использовании соответствующего приспособления для фиксации волокнистой преформы в желаемой форме, при этом последующее уплотнение выполняют без приспособления, например, путем химической инфильтрации из газовой фазы.
Описанная выше технология хорошо известна и уже предлагалась для изготовления деталей, подверженных при эксплуатации воздействию высоких температур, для применения в авиационной и космической областях, в частности для изготовления турбинных лопаток авиационных двигателей, задних частей корпусов авиационных двигателей, таких как вспомогательные сопла, смесители для двухпоточных турбин, конусы ракетных сопел или створки сопел и сопла ракетных двигателей. В частности, можно сделать ссылку на следующие патентные документы заявителя настоящей заявки: WO 2010/007308, WO 2010/061139, WO 2010/0611140 и WO 2008/104692.
В том случае, когда деталь или часть детали имеет малую толщину, возникает проблема изготовления волокнистой преформы, способной обеспечивать желаемые свойства подлежащей изготовлению детали.
Известная технология, состоящая в формировании волокнистой преформы путем проработки иглами наложенных друг на друга слоев, непригодна для получения тонкой волокнистой преформы, обладающей равномерными характеристиками. Необходимо изготавливать намного более толстую волокнистую преформу, из которой может использоваться только центральная часть, что связано с большими потерями материала.
Известная технология, которая заключается в формировании волокнистой преформы из многослойной тканой конструкции, также имеет свои неудобства. Даже при использовании имеющихся на рынке углеродных или керамических нитей минимального весового размера выполнение частей деталей малой толщины требует уменьшения числа слоев многослойной ткани. Так, например, как это показано в патентном документе WO 2008/104692, для получения толщины 0,75 мм нужно уменьшить число слоев до двух, что может снижать механическую прочность детали. Кроме того, многослойное тканье дает неровное состояние поверхности и неравномерное соотношение микропористости (в нитях) и макропористости (между нитями). Для предназначенных для использования в авиационной и космической областях деталей, таких как смесители потока или сопла, предпочтительно получение гладкого состояния поверхности во избежание возмущения течения текучей среды. Использование преформы с очень неровной поверхностью даже после уплотнения приводит к получению детали, имеющей рельеф поверхности со значительными неровностями. Разумеется, заключительная механическая обработка поверхности могла бы поправить дело, но приводила бы к повреждению и вскрытию волокон, что нежелательно. Кроме того, наличие макропор делает неизбежным наличие неравномерной остаточной пористости после уплотнения.
Из патентного документа WO 94/12708 известна двухмерная ткань из нитей основы и утка, подходящая для выполнения конструкций каркаса для деталей из композиционного материала, причем ткань подвергают операции рассредоточения нитей посредством вибрации для увеличения объемной доли волокон. Рассредоточение двухмерной ткани посредством вибрации для устранения дырок в ткани и повышения объемной доли волокон описано также в патентном документе ЕР 0302449.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей изобретения является создание детали из термоструктурного композиционного материала, пригодной для указанного выше применения и имеющей, по меньшей мере, в части детали малую толщину, и волокнистого каркаса, получаемого посредством многослойного тканья с относительно большим числом слоев, в том числе, в части малой толщины.
Решение поставленной задачи достигается в детали, в которой, по меньшей мере, в одной части детали:
- толщина детали составляет меньше 2 мм,
- волокнистый каркас образован единственной толщиной многослойной ткани, сформированной из рассредоточенных нитей, имеющих весовой номер, равный, по меньшей мере, 200 текс (весовой номер в системе Текс обозначает вес в граммах 1000 метров нити),
- объемная доля волокон составляет от 25% до 45% и
отношение между числом слоев многослойной ткани и толщиной детали в миллиметрах равно, по меньшей мере, 4.
В этой части детали толщина может быть даже меньше 1 мм.
Предпочтительно число слоев многослойной ткани составляет, по меньшей мере, 3. Под числом слоев здесь имеется в виду число слоев нитей основы.
Многослойная ткань может быть тканью многослойного полотняного, многослойного саржевого или многослойного атласного переплетения.
Матрица может быть, по меньшей мере, частично керамической, в частности, когда деталь образует деталь заднего корпуса авиационного газотурбинного двигателя.
Согласно другому частному примеру применения деталь является, по меньшей мере, частью диффузора сопла ракетного двигателя, и в этом случае матрица может быть углеродной или керамической.
Изобретение предусматривает также создание способа изготовления детали из термоструктурного композиционного материала, включающего выполнение волокнистой преформы из углеродных или керамических волокон и уплотнение преформы матрицей, при этом, согласно способу, для выполнения, по меньшей мере, одной части преформы, имеющей толщину меньше 2 мм:
- изготавливают многослойную ткань с нитями, имеющими весовой номер, равный, по меньшей мере, 200 текс,
- подвергают ткань операции рассредоточения нитей таким образом, чтобы уменьшить толщину многослойной ткани, и
- выполняют часть преформы, сформированной единственной толщиной рассредоточенной ткани, с отношением между числом слоев многослойной ткани и толщиной преформы в миллиметрах, равным, по меньшей мере, 4,
- при этом плотность переплетения многослойной ткани в процессе тканья выбирают такой, чтобы получать в волокнистой преформе объемную долю волокон от 25% до 45%.
Предпочтительно число слоев многослойной ткани составляет, по меньшей мере, 3.
Предпочтительно многослойную ткань выполняют с переплетением типа многослойного полотняного, многослойного саржевого или многослойного атласного.
Особенность изобретения состоит в том, что за счет рассредоточения многослойной ткани можно получать волокнистую преформу малой толщины, что позволяет изготавливать из композиционного материала тонкие детали или части деталей, имеющие толщину меньше 2 мм и даже меньше 1 мм, при этом сохраняя наличие достаточного числа слоев нитей для получения хороших механических свойств.
Задачей изобретения не является получение волокнистой преформы с объемной долей волокон выше, чем в известных решениях уровня техники. Поэтому при выполнении волокнистой преформы необходимо подбирать плотность переплетения многослойной ткани для того, чтобы после рассредоточения нитей получать желаемую объемную долю волокон.
Рассредоточение нитей многослойной ткани дает преимущество также в том, что позволяет снизить макропористость многослойной ткани (расстояний между нитями), что благотворно для уплотнения преформы.
Другое получаемое преимущество заключается в сглаживании рельефа поверхности многослойной ткани. Это обеспечивает на получаемой детали улучшенное состояние поверхности для применения в авиационной области.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Далее со ссылками на прилагаемые чертежи будут подробно описаны примеры осуществления изобретения, не имеющие ограничительного характера. На чертежах:
Фиг.1 изображает этапы изготовления детали из композиционного материала согласно одному примеру осуществления изобретения,
Фиг.2 изображает плоскость переплетения многослойного тканья типа многослойного саржевого,
Фиг.3 изображает плоскость переплетения многослойного тканья типа многослойного атласного,
Фиг.4 и 5 изображают виды, полученные под оптическим микроскопом, показывающие в разрезе тонкие детали из композиционного материала, полученные способом по изобретению и способом, известным из уровня техники, и
Фиг.6 изображает плоскость переплетения многослойного тканья типа многослойного полотняного.
СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Далее со ссылкой на Фиг.1 будет описан способ изготовления детали из термоструктурного композиционного материала, причем здесь подлежащая изготовлению деталь является тонкой деталью по существу равномерной толщины.
Первый этап 10 способа заключается в изготовлении многослойной ткани. Ткань изготавливают из углеродных или керамических нитей. Предпочтительно используют имеющиеся на рынке готовые нити весового номера, равного, по меньшей мере, 200 текс. Многослойное или трехмерное тканье заключается в связывании друг с другом слоев нитей основы с помощью нитей утка, причем, по меньшей мере, некоторые из нитей утка захватывают нити основы, принадлежащие разным слоям. Число слоев нитей предпочтительно равно, по меньшей мере, 3. Предпочтительно тканье выполняют с переплетением типа многослойного полотняного, многослойного саржевого или многослойного атласного. Возможны и другие типы переплетения, например, переплетение интерлочного типа. В этом отношении можно сделать ссылку на патентный документ WO 2006/136755, содержание которого включено в данную работу посредством ссылки и в котором описаны различные типы переплетений многослойного тканья.
Второй этап 20 способа состоит в рассредоточении нитей многослойной ткани для уменьшения ее толщины. Рассредоточение может выполняться посредством того, что ткань подвергают воздействию струи текучей среды или механической вибрации. Процессы рассредоточения классической двухмерной ткани известны. В этом отношении можно сослаться на патентные документы WO 2005/095689, WO 96/41046, US 5557831 и уже упомянутый документ WO 94/12708. Для того чтобы способствовать рассредоточению, для тканья предпочтительно используют нити, образованные из элементарных волокон практически без крутки. Рассредоточение позволяет уменьшить толщину ткани после рассредоточения до величины менее 85% первоначальной толщины ткани перед рассредоточением, при этом конечная толщина может составлять, например, от 70 до 85% первоначальной толщины.
Далее из рассредоточенной ткани выполняют волокнистую преформу, форма которой соответствует форме подлежащей изготовлению детали (этап 30). Можно использовать единственный слой рассредоточенной ткани или несколько слоев, расположенных рядом и соединенных друг с другом вдоль смежных кромок, например, посредством сшивания. Во всех случаях толщина волокнистой преформы образована только одной толщиной ткани. Выполнение волокнистой преформы может включать придание формы или формообразование с помощью приспособления или болванки. Во время придания формы или формообразования может производиться прессование посредством сжатия, например, между прессформой и ответной прессформой или между формой и мембраной.
Волокнистая преформа, полученная после прессования при наличии этой операции, имеет толщину меньше 2 мм и даже возможно меньше 1 мм и содержит объемную долю волокон от 25% до 45%, при этом объемная доля волокон является процентной долей кажущегося объема преформы, занимаемого волокнами нитей, а остальной объем образован пористостью в рассредоточенных нитях и между нитями.
Отношение между числом слоев образующей преформу ткани и толщиной волокнистой преформы в миллиметрах составляет, по меньшей мере, 4.
Таким образом, для желаемой толщины волокнистой преформы, равной е, и в функции весового номера нитей число n слоев многослойной ткани выбирают из условия n≥4е и n≤nmax, где nmax - максимальное число слоев, позволяющее получить желаемую толщину после максимального рассредоточения нитей и необязательного прессования преформы.
В приведенной ниже Таблице 1 представлены два примера получения тонких преформ из керамических нитей (SiC), при этом сами примеры будут подробно описаны дальше. Плотность переплетения выражена числом нитей основы в 1 см в направлении утка в каждом слое нитей основы и числом нитей утка в 1 см в направлении основы в каждом слое нитей утка. Величина рассредоточения является средней величиной изменения ширины нитей основы и утка поверхности многослойной ткани после рассредоточения нитей, при этом данное изменение выражено в процентах от ширины нитей ткани перед рассредоточением. Толщина рассредоточенной ткани измерена под нагрузкой 5 кПа, то есть под давлением 5 кПа между двумя плитами.
Таблица 1
Пример 1 2
Природа нитей SiC SiC
Весовой номер нитей (текс) 200 200
Тканье Переплетение многослойное саржевое многослойное полотняное
Число n слоев 5 10
Плотность переплетения 5 5 2,5 2,5
Среднее рассредоточение нитей (%) 31% 73%
Преформа Толщина е (мм) 1,3 1,37
Объемная доля волокон (%) 33% 31%
Отношение n/е 3,8 7,3
В примере 1 условие n/е≥4 удовлетворяется посредством более интенсивного прессования при формировании рассредоточенной ткани.
Передача на преформу нагрузки обеспечивает прессование, которое преобразуется в уменьшение толщины, но увеличивает объемную долю волокон. Поэтому плотность переплетения нитей при тканье должна выбираться соответствующим образом, чтобы соблюсти желаемую объемную долю волокон для уровня прессования, соответствующего желаемой толщине. Так, в примере 2 плотность переплетения составляет половину плотности переплетения в примере 1 как в направлении основы, так и в направлении утка.
Волокнистую преформу уплотняют (этап 40) углеродной матрицей или, по меньшей мере, частично керамической матрицей для получения детали из желаемого термоструктурного композиционного материала. Уплотнение может выполняться как жидким путем, так и способом химической инфильтрации из газовой фазы, как это было указано во вводной части описания, причем эти процессы сами по себе хорошо известны. В том случае, когда матрица является, по меньшей мере, частично керамической, она может содержать, по меньшей мере, одну самовосстанавливающуюся фазу, то есть фазу, способную затягивать трещины в матрице путем перехода в пастообразное состояние в определенном температурном диапазоне. Выполнение керамических матриц со свойствами самовосстановления описано, в частности в патентных документах FR 2401888, US 5246736, US 5965266, US 6068730 и US 6291058.
Известным образом уплотнение может включать первую фазу упрочнения преформы, позволяющую ей сохранять форму без помощи фиксирующего приспособления. Упрочнение выполняется путем частичного уплотнения преформы, удерживаемой в приспособлении, при этом частичное уплотнение обеспечивается жидким способом или способом химической инфильтрации из газовой фазы, а затем следует уплотнение без фиксирующего приспособления.
Также известным образом на волокнах волокнистой преформы может быть осажден межфазный слой, снижающий хрупкость. Такой межфазный слой, в характерном случае из пиролитического углерода (РуС), из нитрида бора (BN) или из углерода с добавкой бора (ВС, содержащий от 5 до 20 атомных % В и остальное - С) может быть сформирован на волокнах способом химической инфильтрации из газовой фазы перед формообразованием преформы или после него.
И наконец, также известным образом обработка волокон может осуществляться перед необязательным отложением межфазного слоя, необязательным прессованием и уплотнением. Эта обработка может осуществляться на стадии преформы или на стадии многослойной ткани или даже на нитях перед тканьем. В случае использования углеродных нитей эта обработка может заключаться в термообработке при температуре от 1300°С до 2200°С, как это описано в патентном документе ЕР 0441700, а в случае использования керамических нитей обработка может заключаться в кислотной обработке, как это описано в патентном документе US 5071679.
Следует заметить, что в случае упрочнения керамической фазой жидким способом желательно, чтобы перед упрочнением волокна преформы были снабжены первым тонким межфазным слоем. Второй межфазный слой формируют после упрочнения. В этом отношении можно сделать ссылку на патентный документ ЕР 09165172.9.
После уплотнения получают деталь из термоструктурного композиционного материала, которая, как и преформа, имеет толщину меньше 2 мм и даже возможно меньше 1 мм.
Изобретение может использоваться также в том случае, когда подлежащая изготовлению деталь из термоструктурного композиционного материала должна иметь малую толщину, меньше 2 мм, только в одной из своих частей.
В этом случае согласно первой возможности изготавливают отдельно часть преформы толщиной меньше 2 мм с использованием многослойной ткани и выполнением рассредоточения нитей ткани, как это описано выше. Другую или каждую другую часть преформы выполняют в виде волокнистой конструкции, которая может быть получена любым желаемым способом, не обязательно многослойным тканьем. Части преформы скрепляют между собой, например, сшиванием, для получения желаемой преформы.
Согласно другой возможности волокнистую преформу выполняют также из многослойной ткани, которую ткут, добавляя число слоев нитей основы и нитей утка в каждую более толстую часть. Рассредоточение нитей многослойной ткани может производиться только в тонкой части ткани, например воздействием струи текучей среды, или во всей ткани.
ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Пример 1 (согласно изобретению)
Тонкую пластину из композиционного материала с керамической матрицей изготавливали следующим образом.
Многослойную ткань многослойного саржевого переплетения 2×2 изготавливали из нитей SiC весового номера 200 текс марки "Nicalon" фирмы Nippon Carbon. Плотность переплетения в основе/утке составляла 5×5 (5 нитей основы в 1 см в направлении утка в каждом слое нитей основы и 5 нитей утка в 1 см в направлении основы в каждом слое нитей утка). Число слоев было равно 5, а именно 5 слоев нитей основы от С1 до С5 и 5 слоев нитей утка от Т1 до Т5.
На Фиг.2 показана первая плоскость утка (нити основы показаны в сечении), при этом другие плоскости утка создаются путем последовательного смещения в направлении утка шага между столбиками нитей основы. Нити Т1 и Т5 обеспечивают связь нитей основы поверхности С1 и С5 в соответствии с классическим саржевым переплетением (двухмерного тканья). Нить Т2 осуществляет связь между нитями слоев С1, С2, С3, в то время как нить Т3 осуществляет связь между нитями слоев С2, С3, С4, а нить Т4 осуществляет связь между нитями слоев С3, С4 и С5.
При этом получают многослойную ткань толщиной примерно 1,7 мм под нагрузкой 5 кПа.
Рассредоточение нитей ткани производили, подвергая ткань вибрации до уменьшения ее толщины до величины, примерно равной 1,3 мм под нагрузкой 5 кПа. Объемная доля волокон составила примерно 33%.
Далее пластину из композиционного материала с керамической матрицей получали способом, описанным в патентном документе ЕР 09165172.9.
Так, после формирования на волокнах ткани первого межфазного слоя РуС толщиной, примерно равной 50 нм, полученного способом химической инфильтрации из газовой фазы, ткань пропитывали полисилоксановым полимером - предшественником керамики в растворе в метилэтилкетоне. После сушки производили сшивание полимера, при этом ткань удерживали в желаемой форме с помощью фиксирующего приспособления, а толщину уменьшали примерно до 1 мм посредством прессования. Упрочненную таким образом волокнистую преформу вынимали из фиксирующего приспособления и помещали в печь химической инфильтрации из газовой фазы, где полимер подвергали пиролизу перед началом формирования способом химической инфильтрации из газовой фазы второго межфазного слоя РуС толщиной, примерно равной 200 нм, который покрывал первый межфазный слой и зерна остатка пиролиза полимера. Далее способом химической инфильтрации из газовой фазы производили уплотнение керамической матрицей типа кремний-бор-углерод (Si-B-C), как это описано в уже упомянутом патентном документе US 5246736.
Была получена пластина из композиционного материала с керамической матрицей толщиной, примерно равной 1 мм, содержащая волокнистый каркас из многослойной ткани с 5-ю слоями нитей основы и 5-ю слоями нитей утка.
Сравнительный пример 1 (согласно известному решению уровня техники)
Изготавливали многослойную ткань из тех же нитей, что и в примере 1. Для ограничения толщины ткани примерно до 1 мм тканье производили с 3-мя слоями нитей основы и 2-мя слоями нитей утка, так что число слоев ткани было равно 3. Использовали переплетение типа многослойного атласного, плоскость утка которого показана на Фиг.3, при этом другие плоскости утка создаются путем последовательного смещения в направлении утка. Объемная доля волокон многослойной ткани составила примерно 40%.
Пластину из композиционного материала с керамической матрицей получали из многослойной ткани (без рассредоточения нитей), как это описано в примере 1.
На Фиг.4 и 5 показаны в сечении детали, полученные в соответствии с примером 1 и сравнительным примером 1. Можно констатировать, что изобретение позволяет снизить макропористость в толще композиционного материала. При равной объемной доле волокон этот результат позволяет получить фракционирование пористости волокнистой преформы благодаря рассредоточению нитей. Этот эффект усиливается тем фактом, что при равной толщине получают композиционный материал с волокнистым каркасом, имеющий большее число слоев нитей. Кроме того, тогда как сравнительный пример 1 показывает технологическое ограничение способов уровня техники в аспекте толщины, способ по изобретению позволяет получать детали толщиной меньше 1 мм при достаточном числе слоев нитей в многослойной ткани, образующей волокнистый каркас детали. Дополнительно рассредоточение нитей многослойной ткани уменьшает неровности поверхности.
Пример 2 (в соответствии с изобретением)
Многослойную ткань многослойного полотняного переплетения изготавливали, используя такие же нити, как в примере 1. Плотность переплетения в основе/утке составляла 2,5/2,5. Число слоев было равно 10, то есть 10 слоев нитей основы от С'1 до С'10, и 10 слоев нитей утка от Т'1 до Т'10.
На Фиг.6 показана первая плоскость утка, при этом другие плоскости утка создаются путем последовательного смещения в направлении утка. Нити Т”1 и Т'10 осуществляют связь нитей слоев основы поверхности С'1 и С'10 в соответствии с классическим полотняным переплетением. Другие нити от Т'2 до Т'9 осуществляют связь между нитями основы трех соседних слоев, например, нить Т'2 осуществляет связь между нитями основы слоев С'1, С'2 и С'3.
При этом была получена многослойная ткань толщиной примерно 1,6 мм под нагрузкой 5 кПа.
Рассредоточение нитей ткани выполняли, подвергая ткань вибрации до уменьшения толщины примерно до 1,37 мм под нагрузкой 5 кПа. Объемная доля волокон составила примерно 31%.
Для осуществления изобретения могут использоваться другие типы переплетения, отличные от многослойного саржевого или многослойного полотняного, например многослойное атласное или многослойное интерлочное.

Claims (10)

1. Деталь из термоструктурного композиционного материала, содержащего волокнистый каркас из углеродных или керамических волокон, уплотненный матрицей, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, в части детали:
- толщина детали составляет меньше 2 мм,
- волокнистый каркас образован единственной толщиной многослойной ткани, сформированной из рассредоточенных нитей, имеющих весовой номер, равный, по меньшей мере, 200 текс,
- объемная доля волокон составляет от 25% до 45% и
- отношение между числом слоев многослойной ткани и толщиной детали в миллиметрах равно, по меньшей мере, 4.
2. Деталь по п.1, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, в указанной части детали ее толщина составляет меньше 1 мм.
3. Деталь по п.1 или 2, отличающаяся тем, что число слоев многослойной ткани составляет, по меньшей мере, 3.
4. Деталь по п.1, отличающаяся тем, что многослойная ткань является тканью многослойного полотняного, многослойного саржевого или многослойного атласного переплетения.
5. Деталь по п.1, отличающаяся тем, что матрица является, по меньшей мере, частично керамической.
6. Деталь по п.5, являющаяся деталью заднего корпуса авиационного газотурбинного двигателя.
7. Деталь по п.1, образующая, по меньшей мере, часть диффузора сопла ракетного двигателя.
8. Способ изготовления детали из термоструктурного композиционного материала, включающий выполнение волокнистой преформы из углеродных или керамических волокон и уплотнение преформы матрицей,
отличающийся тем, что для выполнения, по меньшей мере, одной части преформы, имеющей толщину меньше 2 мм:
- используют многослойную ткань с нитями, имеющими весовой номер, равный, по меньшей мере, 200 текс,
- подвергают ткань операции рассредоточения нитей таким образом, чтобы уменьшить толщину многослойной ткани, и
- выполняют часть преформы, сформированной единственной толщиной рассредоточенной ткани с отношением между числом слоев многослойной ткани и толщиной преформы в миллиметрах, равным, по меньшей мере, 4,
- при этом плотность переплетения многослойной ткани в процессе тканья выбирают такой, чтобы получать в волокнистой преформе объемную долю волокон от 25% до 45%.
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что используют многослойную ткань, имеющую число слоев, равное, по меньшей мере, 3.
10. Способ по п.8, отличающийся тем, что многослойную ткань выполняют с переплетением типа многослойного полотняного, многослойного саржевого или многослойного атласного.
RU2012121265/03A 2009-10-30 2010-10-26 Деталь малой толщины из термоструктурного композиционного материала и способ ее изготовления RU2529529C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0957676A FR2952052B1 (fr) 2009-10-30 2009-10-30 Piece en materiau composite thermostructural de faible epaisseur et procede de fabrication.
FR0957676 2009-10-30
PCT/FR2010/052285 WO2011051611A1 (fr) 2009-10-30 2010-10-26 Piece en materiau composite thermostructural de faible epaisseur et procede de fabrication

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012121265A RU2012121265A (ru) 2013-12-10
RU2529529C2 true RU2529529C2 (ru) 2014-09-27

Family

ID=42115940

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012121265/03A RU2529529C2 (ru) 2009-10-30 2010-10-26 Деталь малой толщины из термоструктурного композиционного материала и способ ее изготовления

Country Status (9)

Country Link
US (2) US9309159B2 (ru)
EP (1) EP2493832B1 (ru)
JP (1) JP5726887B2 (ru)
CN (1) CN102712546B (ru)
BR (1) BR112012009942B1 (ru)
CA (1) CA2778383C (ru)
FR (1) FR2952052B1 (ru)
RU (1) RU2529529C2 (ru)
WO (1) WO2011051611A1 (ru)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2939153B1 (fr) * 2008-11-28 2011-12-09 Snecma Propulsion Solide Realisation d'une structure fibreuse a epaisseur evolutive par tissage 3d
FR2975735A1 (fr) * 2011-05-27 2012-11-30 Snecma Carter de soufflante de turbomachine et procede pour sa fabrication
FR2987079B1 (fr) 2012-02-17 2017-02-10 Snecma Propulsion Solide Cone d'echappement avec systeme d'attenuation acoustique
FR2988777B1 (fr) * 2012-03-29 2014-04-25 Snecma Propulsion Solide Integration de pieces d'arriere-corps de moteur aeronautique
FR2989390B1 (fr) 2012-04-17 2015-07-17 Snecma Propulsion Solide Procede de fabrication d'une piece en materiau composite avec amelioration de la densification intra-fils
FR2993494B1 (fr) * 2012-07-18 2014-08-22 Herakles Procede de brasage de pieces en materiau composite avec ancrage du joint de brasure
US9446989B2 (en) * 2012-12-28 2016-09-20 United Technologies Corporation Carbon fiber-reinforced article and method therefor
EP3033509B1 (en) * 2013-08-15 2019-05-15 United Technologies Corporation Gas turbine engine comprising a protective panel and frame therefor
JP5888301B2 (ja) * 2013-09-06 2016-03-22 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御方法
EP2977559B1 (fr) * 2014-07-25 2017-06-07 Safran Aero Boosters SA Stator de turbomachine axiale et turbomachine associée
CN113248274B (zh) * 2021-07-09 2022-08-26 南通高欣耐磨科技股份有限公司 一种纳米碳化硅晶须增强耐温抗磨喷口及其制造方法
US20230191656A1 (en) * 2021-12-20 2023-06-22 Raytheon Technologies Corporation Ribbonized tows for optimized improved composite performance
US20230193527A1 (en) * 2021-12-20 2023-06-22 Raytheon Technologies Corporation Pressurized stabilization of plies for improved interlaminar properties

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5939338A (en) * 1992-11-30 1999-08-17 Brochier S.A. Warp and weft fabric based on predominantly untwisted multifilament technical threads and method for producing same
RU2239895C2 (ru) * 2002-07-30 2004-11-10 Демичев Владимир Иванович Композиционный материал (варианты) и способ его изготовления
US7200912B2 (en) * 2003-03-04 2007-04-10 Snecma Propulsion Solide Making composite material parts from blanks made by reinforcing a fiber structure and/or bonding fiber structures together
RU82009U1 (ru) * 2008-11-18 2009-04-10 Открытое акционерное общество Национальный институт авиационных технологий (ОАО НИАТ) Композитная лопатка вентилятора

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2401888A1 (fr) 1977-09-06 1979-03-30 Europ Propulsion Piece poreuse carbonee densifiee in situ par depot chimique en phase vapeur de materiaux refractaires autres que le carbone et procede de fabrication
JPS6440663A (en) * 1987-08-03 1989-02-10 Mitsubishi Rayon Co Method for correcting mesh size of fabric
FR2640258B1 (fr) 1988-05-10 1991-06-07 Europ Propulsion Procede de fabrication de materiaux composites a renfort en fibres de carbure de silicium et a matrice ceramique
CA2035685C (en) 1990-02-09 2002-08-06 Jean-Philippe Rocher Process for the manufacture of a carbon fiber reinforced composite material having a ceramic matrix
FR2668477B1 (fr) 1990-10-26 1993-10-22 Propulsion Ste Europeenne Materiau composite refractaire protege contre la corrosion, et procede pour son elaboration.
US5447785A (en) 1993-03-02 1995-09-05 Toray Industries, Inc. Cloth prepreg, process for producing the same and reinforcing fabric
JP4106086B2 (ja) * 1994-09-12 2008-06-25 株式会社東芝 セラミックス基繊維複合材料
FR2732338B1 (fr) 1995-03-28 1997-06-13 Europ Propulsion Materiau composite protege contre l'oxydation par matrice auto-cicatrisante et son procede de fabrication
US5806155A (en) 1995-06-07 1998-09-15 International Paper Company Apparatus and method for hydraulic finishing of continuous filament fabrics
FI98496C (fi) 1995-08-22 1997-07-10 Hadwaco Ltd Oy Haihduttimen nesteenjakaja
FR2756277B1 (fr) 1996-11-28 1999-04-02 Europ Propulsion Materiau composite a matrice ceramique et renfort en fibres sic et procede pour sa fabrication
FR2826672B1 (fr) * 2001-06-29 2003-09-26 Snecma Moteurs Procede et dispositif pour realiser une nappe fibreuse par etalement de cables
DE10204860A1 (de) * 2002-02-06 2003-08-14 Man Technologie Gmbh Faserverbundkeramik mit hoher Wärmeleitfähigkeit
FR2852003B1 (fr) * 2003-03-04 2005-05-27 Snecma Propulsion Solide Procede de realisation d'une piece multiperforee en materiau composite a matrice ceramique
FR2868440B1 (fr) 2004-03-31 2006-08-18 Porcher Tissages Sarl Procede d'obtention d'un tissu technique et tissu de carbone susceptible d'etre obtenu par ce procede
FR2887601B1 (fr) 2005-06-24 2007-10-05 Snecma Moteurs Sa Piece mecanique et procede de fabrication d'une telle piece
FR2902802B1 (fr) * 2006-06-21 2008-12-12 Snecma Propulsion Solide Sa Structure fibreuse de renfort pour piece en materiau composite et piece la comportant
FR2902803B1 (fr) * 2006-06-21 2008-11-14 Snecma Propulsion Solide Sa Structure fibreuse de renfort pour piece en materiau composite et piece la comportant
FR2907778B1 (fr) * 2006-10-26 2010-12-10 Snecma Propulsion Solide Procede de fabrication d'une piece en materiau composite thermostructural.
FR2912469B1 (fr) * 2007-02-12 2009-05-08 Snecma Propulsion Solide Sa Procede de fabrication d'une structure a lobes de melangeur de flux en cmc pour moteur aeronautique a turbine de gaz.
FR2934014B1 (fr) * 2008-07-17 2011-05-13 Snecma Propulsion Solide Procede de realisation d'une tuyere ou d'un divergent de tuyere en materiau composite.
FR2933970B1 (fr) 2008-07-21 2012-05-11 Snecma Propulsion Solide Procede de fabrication d'une piece en materiau composite thermostructural et piece ainsi obtenue
FR2939130B1 (fr) 2008-11-28 2011-09-16 Snecma Propulsion Solide Procede de fabrication de piece de forme de forme complexe en materiau composite.
FR2939129B1 (fr) 2008-11-28 2014-08-22 Snecma Propulsion Solide Aube de turbomachine en materiau composite et procede pour sa fabrication.

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5939338A (en) * 1992-11-30 1999-08-17 Brochier S.A. Warp and weft fabric based on predominantly untwisted multifilament technical threads and method for producing same
RU2239895C2 (ru) * 2002-07-30 2004-11-10 Демичев Владимир Иванович Композиционный материал (варианты) и способ его изготовления
US7200912B2 (en) * 2003-03-04 2007-04-10 Snecma Propulsion Solide Making composite material parts from blanks made by reinforcing a fiber structure and/or bonding fiber structures together
RU82009U1 (ru) * 2008-11-18 2009-04-10 Открытое акционерное общество Национальный институт авиационных технологий (ОАО НИАТ) Композитная лопатка вентилятора

Also Published As

Publication number Publication date
US20120301691A1 (en) 2012-11-29
BR112012009942A2 (pt) 2016-03-08
CA2778383A1 (en) 2011-05-05
WO2011051611A1 (fr) 2011-05-05
FR2952052B1 (fr) 2012-06-01
CN102712546A (zh) 2012-10-03
EP2493832A1 (fr) 2012-09-05
US9309159B2 (en) 2016-04-12
BR112012009942B1 (pt) 2020-02-04
US9784217B2 (en) 2017-10-10
JP5726887B2 (ja) 2015-06-03
RU2012121265A (ru) 2013-12-10
CA2778383C (en) 2017-10-24
CN102712546B (zh) 2015-06-17
US20160186691A1 (en) 2016-06-30
JP2013509348A (ja) 2013-03-14
FR2952052A1 (fr) 2011-05-06
EP2493832B1 (fr) 2014-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2529529C2 (ru) Деталь малой толщины из термоструктурного композиционного материала и способ ее изготовления
CN104955643B (zh) 制造弯曲陶瓷声衰减板的方法
RU2519116C2 (ru) Способ изготовления детали сложной формы из композиционного материала
US7200912B2 (en) Making composite material parts from blanks made by reinforcing a fiber structure and/or bonding fiber structures together
RU2689618C2 (ru) Способ изготовления лопатки газотурбинного двигателя из композиционного материала
US5360500A (en) Method of producing light-weight high-strength stiff panels
CN101636367B (zh) 制造热结构复合材料部件的方法
JP4659372B2 (ja) セラミックマトリクス複合材料から多孔性部品を製造する方法
CN104955636B (zh) 制备由复合材料制成的弯曲蜂窝结构的方法
JP2010076429A (ja) 熱構造複合材部品の製造方法およびそれによって得られる部品
JP2015504980A (ja) 薄肉部を有する複合材料部品のための繊維補強構造
CN107250450A (zh) 用于厚度大幅变化的复合材料部件的增强纤维结构
US5141775A (en) Method for the manufacture of a composite material part
CN111448346A (zh) 一种纤维结构和包含该结构的复合材料部件
CN113748096B (zh) 制造cmc部件的方法
US9988750B2 (en) Method of fabricating a composite material part with improved intra-yarn densification
CN111971262A (zh) 复合材料部件的制造方法
CN117344436A (zh) 一种一体化编织高温宽频隐身格栅结构吸波材料的方法
JPH11343176A (ja) セラミックス複合材料の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
HZ9A Changing address for correspondence with an applicant
PD4A Correction of name of patent owner