【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于复杂构件制备
,涉及。
技术介绍
空心涡轮叶片是飞机、舰船与汽车等运载工具最为核心的功能部件,一定程度上已成为衡量一个国家综合制造能力的重要标志。目前,空心涡轮叶片采用的镍基高温合金,使用温度有限,且密度较高,制约了发动机性能的进一步提升。
技术实现思路
本专利技术解决的问题在于提供,在复杂结构光固化快速成型的基础上,通过短纤维补强增韧、SiC原位反应制备纤维增韧SiC陶瓷复合材料的三维构件。本专利技术是通过以下技术方案来实现:,包括以下步骤:I)设计待制备的三维构件的三维模型,采用光固化快速成型方法制造出待制备的三维构件的负型模具;2)将液态的高残炭树脂与造孔剂混合均匀,得到树脂原浆;通过改变造孔剂添加量,来控制待制备的三维构件树脂原型碳化后多孔碳支架微的观组织结构;然后向加树脂浆料入纳米级固体颗粒,以减小待制备的三维构件树脂原型在聚合和碳化过程中的收缩率,得到树脂二次浆;3)采用先驱体涂覆裂解法,在短纤维的表面制备SiC纤维界面层,提高短纤维抗氧化和抗硅蚀能力,然后将短纤维均匀分散在树脂二次浆中得到树脂浆料;4)将树脂浆料真空搅拌脱气后,在真空条件下,将固化剂加入树脂浆料中,快速搅拌均匀后,真空注入待制备的三维构件的负型模具;5)将完成注型的待制备的三维构件的负型模具置于50 80°C恒温干燥箱中保温5 10小时预固化,然后以I 2V /h的升温速率升至180 200°C并保温5 10小时使树脂浆料完全固化,得到待制备的三维构件树脂原型;6)在保护气氛下,将待制备的三维构件树脂进行树脂碳化,得到空心叶片三维碳预制体;7)将空心叶片三维 ...
【技术保护点】
一种纤维增韧SiC陶瓷基复合材料三维构件的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:1)设计待制备的三维构件的三维模型,采用光固化快速成型方法制造出待制备的三维构件的负型模具;2)将液态的高残炭树脂与造孔剂混合均匀,得到树脂原浆;通过改变造孔剂添加量,来控制待制备的三维构件树脂原型碳化后多孔碳支架微的观组织结构;然后向加树脂浆料入纳米级固体颗粒,以减小待制备的三维构件树脂原型在聚合和碳化过程中的收缩率,得到树脂二次浆;3)采用先驱体涂覆裂解法,在短纤维的表面制备SiC纤维界面层,提高短纤维抗氧化和抗硅蚀能力,然后将短纤维均匀分散在树脂二次浆中得到树脂浆料;4)将树脂浆料真空搅拌脱气后,在真空条件下,将固化剂加入树脂浆料中,快速搅拌均匀后,真空注入待制备的三维构件的负型模具;5)将完成注型的待制备的三维构件的负型模具置于50~80℃恒温干燥箱中保温5~10小时预固化,然后以1~2℃/h的升温速率升至180~200℃并保温5~10小时使树脂浆料完全固化,得到待制备的三维构件树脂原型;6)在保护气氛下,将待制备的三维构件树脂进行树脂碳化,得到空心叶片三维碳预制体;7)将空心叶片三维碳预制体埋入硅粉 ...
【技术特征摘要】
1.一种纤维增韧SiC陶瓷基复合材料三维构件的制备方法,其特征在于,包括以下步骤: 1)设计待制备的三维构件的三维模型,采用光固化快速成型方法制造出待制备的三维构件的负型模具; 2)将液态的高残炭树脂与造孔剂混合均匀,得到树脂原浆;通过改变造孔剂添加量,来控制待制备的三维构件树脂原型碳化后多孔碳支架微的观组织结构; 然后向加树脂浆料入纳米级固体颗粒,以减小待制备的三维构件树脂原型在聚合和碳化过程中的收缩率,得到树脂二次浆; 3)采用先驱体涂覆裂解法,在短纤维的表面制备SiC纤维界面层,提高短纤维抗氧化和抗硅蚀能力,然后将短纤维均匀分散在树脂二次浆中得到树脂浆料; 4)将树脂浆料真空搅拌脱气后,在真空条件下,将固化剂加入树脂浆料中,快速搅拌均匀后,真空注入待制备的三维构件的负型模具; 5)将完成注型的待制备的三维构件的负型模具置于50 80°C恒温干燥箱中保温5 10小时预固化,然后以I 2V /h的升温速率升至180 200°C并保温5 10小时使树脂浆料完全固化,得到待制备的三维构件树脂原型; 6)在保护气氛下,将待制备的三维构件树脂进行树脂碳化,得到空心叶片三维碳预制体; 7)将空心叶片三维碳预制体埋入硅粉中,放入真空高温烧结炉中,加热使液态硅通过毛细管力渗入空心叶片三维碳预制体中原位反应生成SiC,然后继续升温至1700°C排硅,随炉冷至室温取出, 得到纤维增韧SiC陶瓷基复合材料三维构件。2.如权利要求1所述的纤维增韧SiC陶瓷基复合材料三维构件的制备方法,其特征在于,所述的待制备的三维构件的负型模具的制备为: 采用UG软件构建待制备的待制备的三维构件的三维模型,并设计支撑,然后将三维模型转化为STL格式数据;采用分层软件对三维模型进行分层处理,将处理数据导入光固化快速成型制造程序;采用光固化快速成型方法制造出待制备的三维构件的负型模具。3.如权利要求1所述的纤维增韧SiC陶瓷基复合材料三维构件的制备方法,其特征在于,所述的液态的高残炭树脂为醇溶热固性酚醛树脂,所述的造孔剂为二元醇类; 将液态的高残炭树脂与造孔剂按照50:65 100的质量比混合均匀。4.如权利要求3所述的纤维增韧SiC陶瓷基复合材料三维构件的制备方法,其特征在于,所述的醇溶热固性酚醛树脂为2130型; 所述的造孔剂为乙二醇。5.如权利要求1所述的纤维增韧SiC陶瓷基复合材料三维构件的制备方法,其特征在于,所述的纳米级固体颗粒为粒径IOOnm I μ m的娃粉与碳化娃...
【专利技术属性】
技术研发人员:鲁中良,李涤尘,陆峰,曹继伟,卢秉恒,
申请(专利权)人:西安交通大学,
类型:发明
国别省市:
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