Способ изготовления детали из композитного материала посредством самораспространяющегося высокотемпературного синтеза - RU2017105013A
Код документа: RU2017105013A
Формула
1. Способ изготовления детали, образованной композитным материалом с керамической матрицей, причем способ включает в себя следующую стадию:
a) изготовление детали путем формирования керамической матрицы в порах волокнистой структуры, причем керамическую матрицу формируют посредством самораспространяющегося высокотемпературного синтеза из порошковой композиции, присутствующей в порах волокнистой структуры;
причем матрица, сформированная на стадии a), содержит по массе большей частью:
- Si2N2O, сформированный посредством самораспространяющегося высокотемпературного синтеза путем химической реакции между порошком кремния, порошком диоксида кремния и газовой фазой, содержащей элемент N;
- фазы TiN и TiB2, причем данные соединения формируют посредством самораспространяющегося высокотемпературного синтеза путем химической реакции между порошком, содержащим титан, порошком, содержащим бор, и газовой фазой, содержащей элемент N.
2. Способ по п. 1, в котором перед стадией a) проводят предварительную стадию b) уплотнения волокнистой структуры способом, отличным от способа самораспространяющегося высокотемпературного синтеза.
3. Способ по п. 1, в котором после стадии a) проводят дополнительную стадию c) уплотнения детали.
4. Способ по п. 1, в котором нижеследующие стадии проводят перед стадией a):
- введение по меньшей мере первого порошка в поры волокнистой структуры; и затем
- введение по меньшей мере второго порошка, отличного от первого, в поры волокнистой структуры;
причем после стадии a) получают керамическую матрицу с композицией, которая изменяется в направлении к внешней поверхности детали.
5. Способ по п. 1, где он дополнительно включает в себя стадию формирования барьера от воздействия окружающей среды и/или термического воздействия, причем барьер от воздействия окружающей среды и/или термического воздействия присутствует после стадии a) на всей или на части внешней поверхности детали.
6. Способ по п. 1, в котором матрица, сформированная на стадии a), содержит по массе большей частью Si2N2O, сформированный посредством самораспространяющегося высокотемпературного синтеза путем химической реакции между порошком кремния, порошком диоксида кремния и газовой фазой, содержащей элемент N, и в котором порошок, содержащий бор, присутствует в порах волокнистой структуры перед стадией a) и на стадии a) порошок, содержащий бор, образует фазу BN путем реакции нитридирования с газовой фазой.
7. Деталь, образованная композитным материалом с керамической матрицей, причем деталь содержит:
- армирующую волокнистую структуру; и
- керамическую матрицу, содержащую по массе большей частью Si2N2O, присутствующий в порах волокнистой структуры, причем матрица имеет содержание по массе остаточного свободного кремния, которое составляет менее, либо равно 5%.
8. Деталь по п. 7, в которой матрица содержит кристаллический Si2N2O с содержанием по массе большим, либо равным 70%.
9. Турбинный двигатель, включающий в себя деталь по п. 7.
10. Способ изготовления детали, образованной композитным материалом с керамической матрицей, причем способ включает в себя следующую стадию:
a) изготовление детали путем формирования керамической матрицы в порах волокнистой структуры, причем керамическую матрицу формируют посредством самораспространяющегося высокотемпературного синтеза из порошковой композиции, присутствующей в порах волокнистой структуры;
причем матрица, сформированная на стадии a), содержит по массе большей частью:
- TiC и SiC, причем данные соединения формируют посредством самораспространяющегося высокотемпературного синтеза путем химической реакции между порошком, содержащим титан, порошком, содержащим кремний, и порошком, содержащим углерод; или
- AlN, сформированный посредством самораспространяющегося высокотемпературного синтеза путем химической реакции между порошком, содержащим алюминий, порошком углерода и газовой фазой, содержащей элемент N.
11. Способ по п. 10, в котором перед стадией a) проводят предварительную стадию b) уплотнения волокнистой структуры способом, отличным от способа самораспространяющегося высокотемпературного синтеза.
12. Способ по п. 10, в котором после стадии a) проводят дополнительную стадию c) уплотнения детали.
13. Способ по п. 10, в котором нижеследующие стадии проводят перед стадией a):
- введение по меньшей мере первого порошка в поры волокнистой структуры; и затем
- введение по меньшей мере второго порошка, отличного от первого, в поры волокнистой структуры;
причем после стадии a) получают керамическую матрицу с композицией, которая изменяется в направлении к внешней поверхности детали.
14. Способ по п. 10, где он дополнительно включает в себя стадию формирования барьера от воздействия окружающей среды и/или термического воздействия, причем барьер от воздействия окружающей среды и/или термического воздействия присутствует после стадии a) на всей или на части внешней поверхности детали.
15. Способ изготовления детали, образованной композитным материалом с керамической матрицей, причем способ включает в себя следующую стадию:
a) изготовление детали путем формирования керамической матрицы в порах волокнистой структуры, причем керамическую матрицу формируют посредством самораспространяющегося высокотемпературного синтеза из порошковой композиции, присутствующей в порах волокнистой структуры;
причем матрица, сформированная на стадии a), содержит по массе большей частью:
- фазы BN и Ti C N, причем данные соединения формируют посредством самораспространяющегося высокотемпературного синтеза путем химической реакции между порошком, содержащим титан, порошком, содержащим бор и углерод, и газовой фазой, содержащей элемент N; или
- фазы Al2O3 и SiC, причем данные соединения формируют посредством самораспространяющегося высокотемпературного синтеза путем химической реакции между порошком, содержащим кремний и кислород, порошком, содержащим алюминий, порошком, содержащим углерод; или
- соединение типа SiAlON, сформированное посредством самораспространяющегося высокотемпературного синтеза путем химической реакции между порошком кремния, порошком диоксида кремния, порошком, содержащим алюминий, и газовой фазой, содержащей элемент N.
16. Способ по п. 15, в котором перед стадией a) проводят предварительную стадию b) уплотнения волокнистой структуры способом, отличным от способа самораспространяющегося высокотемпературного синтеза.
17. Способ по п. 15, в котором после стадии a) проводят дополнительную стадию c) уплотнения детали.
18. Способ по п. 15, в котором нижеследующие стадии проводят перед стадией a):
- введение по меньшей мере первого порошка в поры волокнистой структуры; и затем
- введение по меньшей мере второго порошка, отличного от первого, в поры волокнистой структуры;
причем после стадии a) получают керамическую матрицу с композицией, которая изменяется в направлении к внешней поверхности детали.
19. Способ по п. 15, где он дополнительно включает в себя стадию формирования барьера от воздействия окружающей среды и/или термического воздействия, причем барьер от воздействия окружающей среды и/или термического воздействия присутствует после стадии a) на всей или на части внешней поверхности детали.
