基于RMI法制备陶瓷基复合材料工件的校型装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于RMI法制备陶瓷基复合材料工件的校型装置及方法，以解决采用RMI法制备陶瓷基复合材料过程中薄壁平板易发生热变形，从而导致薄壁平板加工、装配的难度大的技术问题。该校型装置包括多个平行设置的卡板组和两个支撑座；卡板组包括至少三个卡板，分别为上卡板、下卡板及至少一个中间卡板；平板工件沿Y轴方向贯穿各个卡板组，且在各个卡板组中被相邻两个卡板夹持。该方法包括：1、设置支撑座，安装下卡板；2、添加混合粉料；3、安装平板工件后继续添加混合粉料；4、安装中间卡板后继续添加混合粉料；5；继续设置平板工件；6、继续安装中间卡板或设置上卡板并添加混合粉料，直至完成校型。直至完成校型。直至完成校型。

【技术实现步骤摘要】
基于RMI法制备陶瓷基复合材料工件的校型装置及方法


[0001]本专利技术涉及陶瓷基复合材料平板的校型装置，具体涉及一种基于RMI法制备陶瓷基复合材料工件的校型装置及方法。

技术介绍

[0002]碳化硅陶瓷基复合材料的制备方法主要有化学气相沉积法(CVI)、前驱体有机聚合物浸渍裂解法(PIP)和熔融渗硅法(RMI)。CVI法是一个极为复杂的过程，工艺设备复杂且难以控制，生产周期长；PIP法虽然工艺设备简单，但生产周期很长，基体的致密化程度低；RMI法制备周期短、成本低，残余孔隙率低，但容易对纤维严重损伤。因此，采用CVI+RMI法，在CVI法制备一定量的热解碳及碳化硅基体后，采用RMI法，在毛细管力的作用下，向碳化硅陶瓷基复合材料中引入单质硅，可以在纤维几乎不被损伤的前提下实现陶瓷基复合材料的快速制备。但是在采用RMI法过程中，陶瓷基复合材料的材料体系中，各相的热膨胀系数不一致，因此，对于薄壁平板而言，自然状态下很难避免热变形的发生，导致加工难度大、不易装配，甚至造成零件的报废。

技术实现思路

[0003]本专利技术目的在于解决采用RMI法制备陶瓷基复合材料过程中，易对纤维造成严重损伤，或者是薄壁平板易发生热变形，从而导致薄壁平板加工、装配难度增大，甚至造成零件报废的技术问题，提出一种基于RMI法制备陶瓷基复合材料工件的校型装置及方法。
[0004]本专利技术的技术方案为：
[0005]一种基于RMI法制备陶瓷基复合材料工件的校型装置，所述陶瓷基复合材料工件为平板工件，其特殊之处在于：
[0006]包括多个平行设置的卡板组和两个支撑座；
[0007]多个平行设置的所述卡板组的一端与一个支撑座可拆卸连接，另一端与另一个支撑座可拆卸连接；
[0008]每个所述卡板组包括至少三个卡板，至少三个卡板为上卡板、下卡板及至少一个中间卡板；下卡板的一侧设置多个限位齿，下卡板的限位齿朝上；上卡板的至少一侧设置多个限位齿且一侧的限位齿朝下；中间卡板的上下两侧均设置有多个限位齿；
[0009]相邻所述限位齿之间设置溢流槽；
[0010]定义：沿卡板长度延伸方向为X轴方向，沿卡板竖向排列方向为Z轴方向，X轴方向与Z轴方向垂直，过X轴方向和Z轴方向交叉点并与X轴方向和Z轴方向垂直的方向为Y轴方向；
[0011]所述平板工件沿Y轴方向贯穿各个卡板组，且在各个卡板组中被相邻两个卡板夹持；
[0012]相邻所述卡板组在Y轴方向上的间距为100～150mm。
[0013]进一步地，所述限位齿用于与平板工件抵接的端面为夹持面，所述夹持面为平面；
[0014]所述限位齿的夹持面沿X轴方向长度为5～10mm；所述限位齿沿Z轴方向的高度为5～10mm；
[0015]所述溢流槽沿X轴方向的长度为10～20mm。
[0016]进一步地，沿Z轴方向，上卡板、下卡板和各个中间卡板的高度相同。
[0017]进一步地，所述下卡板、上卡板和中间卡板均采用C/C复合材料或高强石墨材料；
[0018]所述下卡板、上卡板和中间卡板在Y轴方向上的厚度均为5～8mm。
[0019]进一步地，所述限位齿的夹持面涂覆有氮化硼；
[0020]所述支撑座采用高强石墨材料。
[0021]进一步地，所述下卡板、上卡板和中间卡板设置限位齿的一侧为工作侧；
[0022]所述卡板的工作侧两端设置有两个支撑凸起，各个限位齿位于对应的工作侧两个支撑凸起之间；所述支撑凸起在Z轴方向上高于所述限位齿；
[0023]同一卡板组的相邻两个卡板中，下层卡板的支撑凸起支撑上层卡板的支撑凸起，在上层卡板的工作侧与下层卡板的工作侧之间形成具有用于容置平板工件的间隙，间隙沿Z轴方向的高度是工件的厚度0.95
‑
1.05倍。
[0024]进一步地，所述支撑座设置有与各个卡板组一一对应的卡槽，所述卡板组X轴方向的端部插入所述卡槽中，实现各个卡板组与支撑座之间的可拆卸连接。
[0025]进一步地，所述间隙沿Z轴方向的高度与工件的厚度相同。
[0026]同时，本专利技术还提供一种基于RMI法制备陶瓷基复合材料工件的校型方法，其特殊之处在于，采用上述基于RMI法制备陶瓷基复合材料工件的校型装置，包括以下步骤：
[0027]S1、将支撑座放置在坩埚内，将多个卡板组中的下卡板安装进支撑座内，下卡板的限位齿朝上；
[0028]S2、取RMI法使用的混合粉料加入坩埚内，加至混合粉料与下卡板的限位齿上表面齐平；
[0029]S3、将平板工件放置在下卡板的限位齿之上，且与下卡板的限位齿上表面抵接，保证平板工件的下表面与混合粉料完全接触；
[0030]S4、安装中间卡板，中间卡板下侧的限位齿下表面与平板工件的上表面抵接，继续添加混合粉料至混合粉料与中间卡板上侧的限位齿上表面齐平；
[0031]S5、继续设置平板工件，使平板工件的下表面与中间卡板上侧的限位齿上表面抵接；
[0032]S6、重复步骤S4、S5，安装其余中间卡板以及位于其上侧的平板工件；
[0033]S7、在步骤S6中最上侧的平板工件的上表面安装上卡板，上卡板下侧的限位齿下表面与平板工件的上表面抵接，继续添加混合粉料至混合粉料与上卡板的上表面齐平，完成基于RMI法制备陶瓷基复合材料工件的校型，开始RMI工艺。
[0034]进一步地，步骤S6中，开始RMI工艺前，在上卡板的上表面铺设一层石墨纸。
[0035]本专利技术的有益效果：
[0036]1、本专利技术基于RMI法制备陶瓷基复合材料工件的校型装置，通过在Z轴方向上设置多个卡板，同时实现RMI法制备多个陶瓷基复合材料平板工件，制备效率高。
[0037]2、本专利技术通过相邻卡板的限位齿实现对陶瓷基复合材料平板工件的固定，防止平板工件在RMI工艺中因热应力而产生变形；基于限位齿与平板工件的点接触模式，且对接触
部位采用氮化硼进行隔绝保护，可以避免RMI工艺过程中，粉料熔融后将校型装置与平板工件粘接在一起，脱粉时造成陶瓷基复合材料平板工件的损伤。
[0038]3、通过设置相同的卡板高度，可以使陶瓷基复合材料平板工件上下添加的混合粉料厚度相同，优化了陶瓷基复合材料平板工件的RMI工艺。
[0039]4、本专利技术提供的校型方法通过卡板和平板工件逐层铺设，使平板工件与混合粉料充分接触，操作简单方便，可以使用在单独的RMI工艺中，也可以在CVI+RMI法的RMI工艺步骤使用。
附图说明
[0040]图1为本专利技术基于RMI法制备陶瓷基复合材料工件的校型装置实施例的立体结构示意图一；
[0041]图2为本专利技术基于RMI法制备陶瓷基复合材料工件的校型装置实施例的立体结构示意图二(仅示出一个支撑座)；
[0042]图3为本专利技术基于RMI法制备陶瓷基复合材料工件的校型装置实施例的立体结构示意图三(仅示出一个支撑座和部分卡板)。
[0043]附图标记如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于RMI法制备陶瓷基复合材料工件的校型装置，所述陶瓷基复合材料工件为平板工件(4)，其特征在于：包括多个平行设置的卡板组(2)和两个支撑座(1)；多个平行设置的所述卡板组(2)的一端与一个支撑座(1)可拆卸连接，另一端与另一个支撑座(1)可拆卸连接；每个所述卡板组(2)包括至少三个卡板，至少三个卡板为上卡板(21)、下卡板(23)及至少一个中间卡板(22)；下卡板(23)的一侧设置多个限位齿(5)，下卡板(23)的限位齿(5)朝上；上卡板(21)的至少一侧设置多个限位齿(5)且一侧的限位齿(5)朝下；中间卡板(22)的上下两侧均设置有多个限位齿(5)；相邻所述限位齿(5)之间设置溢流槽(6)；定义：沿卡板长度延伸方向为X轴方向，沿卡板竖向排列方向为Z轴方向，X轴方向与Z轴方向垂直，过X轴方向和Z轴方向交叉点并与X轴方向和Z轴方向垂直的方向为Y轴方向；所述平板工件(4)沿Y轴方向贯穿各个卡板组(2)，且在各个卡板组(2)中被相邻两个卡板夹持；相邻所述卡板组(2)在Y轴方向上的间距为100～150mm。2.根据权利要求1所述的基于RMI法制备陶瓷基复合材料工件的校型装置，其特征在于：所述限位齿(5)用于与平板工件(4)抵接的端面为夹持面，所述夹持面为平面；所述限位齿(5)的夹持面沿X轴方向长度为5～10mm；所述限位齿(5)沿Z轴方向的高度为5～10mm；所述溢流槽(6)沿X轴方向的长度为10～20mm。3.根据权利要求2所述的基于RMI法制备陶瓷基复合材料工件的校型装置，其特征在于：沿Z轴方向，上卡板(21)、下卡板(23)和各个中间卡板(22)的高度相同。4.根据权利要求3所述的基于RMI法制备陶瓷基复合材料工件的校型装置，其特征在于：所述下卡板(23)、上卡板(21)和中间卡板(22)均采用C/C复合材料或高强石墨材料；所述下卡板(23)、上卡板(21)和中间卡板(22)在Y轴方向上的厚度均为5～8mm。5.根据权利要求1
‑
4任一所述的基于RMI法制备陶瓷基复合材料工件的校型装置，其特征在于：所述限位齿(5)的夹持面涂覆有氮化硼；所述支撑座(1)采用高强石墨材料。6.根据权利要求5所述的基于RMI法制备陶瓷基复合材料工件的校型装置，其特征在于：所述下卡板(23)、上卡板(21)和中间卡板(22)设置限位齿(5)的一侧为工作侧；所述卡板的工作侧两端设置有两个支撑凸起(7)，各个限位齿...

【专利技术属性】
技术研发人员：张倩，付志强，苏海龙，张少博，史思涛，王鹏，
申请(专利权)人：西安鑫垚陶瓷复合材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：