用于对CMC构件进行热处理的系统和方法与流程

文档序号:20042882发布日期:2020-02-28 12:12阅读:428来源:国知局
用于对CMC构件进行热处理的系统和方法与流程

本主题大体上涉及处理复合构件,诸如陶瓷基体复合(cmc)构件。更特别地,本主题涉及用于对复合构件进行热处理的系统和方法。



背景技术:

燃气涡轮发动机大体上包括布置成彼此成流连通的风扇和核心。另外,燃气涡轮发动机的核心以串行流顺序大体上包括压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段和排气区段。在操作中,将空气从风扇提供至压缩机区段的入口,在压缩机区段处,一个或多个轴向压缩机逐步地压缩空气,直到空气到达燃烧区段。燃料在燃烧区段内与压缩空气混合且燃烧,以提供燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段被导送至涡轮区段。通过涡轮区段的燃烧气体流驱动涡轮区段,且然后通过排气区段而被导送至例如大气。

典型地,燃烧区段和涡轮区段的内部的构件由于其几何形状而制造起来复杂。此外,针对这样的构件的工作环境由于高温和高压而极为恶劣。因此,燃烧气体的流径内的构件针对其几何轮廓和温度容限具有严格要求,以维持发动机的期望效率。由于陶瓷基体复合(cmc)材料可相比于传统材料而更好地承受这样的恶劣环境,故令人特别感兴趣的是,利用cmc材料来替代燃气涡轮发动机内部的由传统材料形成的构件。

复合构件典型地在制造期间经历热处理。例如,复合构件可经历压实或压紧(debulk)过程、烧尽过程以及致密化过程(诸如,例如熔体渗透过程、聚合物浸渍和热解过程,或化学气相渗透过程)。对复合构件进行热处理已呈现出某些挑战。例如,典型地,各热过程由单独的热系统(例如高压釜或熔炉)执行。例如,构件可在压实期间在高压釜中被处理,移动到熔炉以进行烧尽过程,并然后移动到另一热系统以进行熔体渗透。将构件从一个热系统移动到另一个热系统防止过程之间的污染,但是需要大量的占地面积并且需要昂贵的成本和维护费以维持热系统。此外,将构件从一个系统运输到另一个系统是耗时的,并且提供了零件被损坏的机会。此外,热系统内的室或内部空间(volume)典型地是大的,并且可能需要时间和大量的能量来加热、加压或在其内形成真空;因此,操作这样的热系统是昂贵的,并且在许多情况下是低效的。

因此,解决上文指明的挑战中的一个或多个的改进系统和方法将是有用的。



技术实现要素:

本发明的方面和优点将在以下描述中得到部分阐述,或可根据描述而显而易见,或可通过实践本发明而认识到。

在一个示例性方面,本公开涉及一种用于制造复合构件的方法。该方法包括将具有设置在其中的预成型件的第一容器放置到由热系统限定的室中。该方法还包括通过热系统在高温和高压下压实第一容器内的预成型件,以使预成型件转变成生坯状态的零件。此外,该方法包括从第一容器移除生坯状态的零件。该方法还包括将具有设置在其中的生坯状态的零件的第二容器放置到热系统的室中。另外,该方法包括通过热系统在高温下且在真空下烧尽第二容器内的生坯状态的零件,以使生坯状态的零件转变成烧尽零件。此外,该方法包括从第二容器移除烧尽零件。该方法还包括将具有设置在其中的烧尽零件的第三容器放置到热系统的室中。该方法进一步包括通过热系统在高温下且在真空下使第三容器内的烧尽零件致密化,以使烧尽零件转变成复合构件。

在另一示例性方面,本公开涉及一种用于制造复合构件的系统。该系统包括限定室的热系统。该系统还包括多个容器,其各自能够可移除地安装在室内,其中复合构件能够可移除地插入到多个容器中的任何一个的空间中。该系统还包括移动体装置,其用于将复合构件插入到多个容器中的任何一个中且从多个容器中的任何一个移除复合构件,并且将多个容器中的任何一个安装到热系统的室且从热系统的室移除多个容器中的任何一个。该系统还包括控制系统,该控制系统包括与热系统和移动体装置通信地联接的控制器。控制器配置成:控制移动体装置以将多个容器中的具有处于第一状态的复合构件的第一容器安装到热系统的室中;启动热系统以执行第一热过程,以使复合构件从第一状态转变成第二状态;控制移动体装置以从热系统的室移除具有处于第二状态的复合构件的第一容器;控制移动体装置以将处于第二状态的复合构件插入到多个容器中的第二容器中;控制移动体装置以将具有处于第二状态的复合构件的第二容器安装到热系统的室中;并且启动热系统以执行第二热过程,以使复合构件从第二状态转变成第三状态。

在另一示例性方面,本公开涉及一种用于制造构件的方法。该方法包括将具有设置在其中的构件的第一容器放置到由热系统限定的室中,其中在放置第一容器期间,构件处于第一状态。此外,该方法包括通过热系统执行第一热过程以使构件从第一状态转变成第二状态。此外,该方法包括将具有设置在其中的构件的第二容器放置到热系统的室中,其中在放置第二容器期间,构件处于第二状态。另外,该方法包括通过热系统执行第二热过程以使构件从第二状态转变成第三状态。

技术方案1.一种用于制造复合构件的方法,所述方法包括:

将具有设置在其中的预成型件的第一容器放置到由热系统限定的室中;

通过所述热系统在高温和高压下压实所述第一容器内的所述预成型件,以使所述预成型件转变成生坯状态的零件;

从所述第一容器移除所述生坯状态的零件;

将具有设置在其中的所述生坯状态的零件的第二容器放置到所述热系统的所述室中;

通过所述热系统在高温下且在真空下烧尽所述第二容器内的所述生坯状态的零件,以使所述生坯状态的零件转变成烧尽零件;

从所述第二容器移除所述烧尽零件;

将具有设置在其中的所述烧尽零件的第三容器放置到所述热系统的所述室中;以及

通过所述热系统在高温下且在真空下使所述第三容器内的所述烧尽零件致密化,以使所述烧尽零件转变成所述复合构件。

技术方案2.根据任意前述技术方案所述的方法,其特征在于,所述复合构件是陶瓷基体复合(cmc)构件。

技术方案3.根据任意前述技术方案所述的方法,其特征在于,所述第一容器和所述第二容器是同一容器。

技术方案4.根据任意前述技术方案所述的方法,其特征在于,所述第二容器和所述第三容器是同一容器。

技术方案5.根据任意前述技术方案所述的方法,其特征在于,所述第一容器、所述第二容器和所述第三容器是不同的但形状和构造类似的容器。

技术方案6.根据任意前述技术方案所述的方法,其特征在于,所述方法进一步包括:

将所述预成型件在真空下装入袋内以形成袋装的预成型件,并且其中在压实期间,所述预成型件是所述袋装的预成型件,并且其中在压实之后,将所述袋从所述生坯状态的零件移除。

技术方案7.根据任意前述技术方案所述的方法,其特征在于,在压实之前,所述方法进一步包括:

连接与由所述第一容器限定的空间成流体连通的加压流体源,其中在压实期间,将所述第一容器的所述空间密封,并且将来自所述加压流体源的流体提供给所述空间,以在所述高压下对所述空间进行加压。

技术方案8.根据任意前述技术方案所述的方法,其特征在于,所述预成型件是多个预成型件中的一个,并且其中所述方法进一步包括:

将所述多个预成型件定位到架的一个或多个搁板上;以及

将所述架插入到由所述第一容器限定的空间中,并且其中在从所述第一容器移除所述生坯状态的零件期间,所述方法包括从所述第一容器的所述空间移除所述架。

技术方案9.根据任意前述技术方案所述的方法,其特征在于,通过所述热系统在所述高温下且在真空下使所述第三容器内的所述烧尽零件致密化以使所述烧尽零件转变成所述复合构件包括熔体渗透、浸渍和热解,或化学气相渗透。

技术方案10.一种用于制造复合构件的系统,所述系统包括:

限定室的热系统;

多个容器,其各自能够可移除地安装在所述室内,其中所述复合构件能够可移除地插入到所述多个容器中的任何一个的空间中;

移动体装置,其用于将所述复合构件插入到所述多个容器中的任何一个中并从所述多个容器中的任何一个移除所述复合构件,并且将所述多个容器中的任何一个安装到所述热系统的所述室并从所述室移除所述多个容器中的任何一个;

控制系统,其包括与所述热系统和所述移动体装置通信地联接的控制器,所述控制器配置成:

控制所述移动体装置以将所述多个容器中的具有处于第一状态的所述复合构件的第一容器安装到所述热系统的所述室中;

启动所述热系统以执行第一热过程,以使所述复合构件从所述第一状态转变成第二状态;

控制所述移动体装置以从所述热系统的所述室移除具有处于所述第二状态的所述复合构件的所述第一容器;

控制所述移动体装置以将处于所述第二状态的所述复合构件插入到所述多个容器中的第二容器中;

控制所述移动体装置以将具有处于所述第二状态的所述复合构件的所述第二容器安装到所述热系统的所述室中;并且

启动所述热系统以执行第二热过程,以使所述复合构件从所述第二状态转变成第三状态。

技术方案11.根据任意前述技术方案所述的系统,其特征在于,所述控制器进一步配置成:

控制所述移动体装置以从所述热系统的所述室移除具有处于所述第三状态的所述复合构件的所述第二容器;

控制所述移动体装置以将处于所述第三状态的所述复合构件插入到所述多个容器中的第三容器中;

控制所述移动体装置以将具有处于所述第三状态的所述复合构件的所述第三容器安装到所述热系统的所述室中;并且

启动所述热系统以执行第三热过程,以使所述复合构件从所述第三状态转变成第四状态。

技术方案12.根据任意前述技术方案所述的系统,其特征在于,所述复合构件的所述第一状态是预成型件状态,所述复合构件的所述第二状态是生坯状态,所述复合构件的所述第三状态是烧尽状态。

技术方案13.根据任意前述技术方案所述的系统,其特征在于,所述多个容器中的所述第一容器、所述第二容器和所述第三容器是同一容器。

技术方案14.根据任意前述技术方案所述的系统,其特征在于,所述第一热过程是压实过程和烧尽过程中的一个过程,并且其中所述第二热过程是所述烧尽过程、熔体渗透过程、聚合物浸渍和热解过程以及化学气相渗透过程中的一个过程。

技术方案15.一种用于制造构件的方法,所述方法包括:

将具有设置在其中的所述构件的第一容器放置到由热系统限定的室中,其中在放置所述第一容器期间,所述构件处于第一状态;

通过所述热系统执行第一热过程,以使所述构件从所述第一状态转变成第二状态;

将具有设置在其中的所述构件的第二容器放置到所述热系统的所述室中,其中在放置所述第二容器期间,所述构件处于所述第二状态;以及

通过所述热系统执行第二热过程,以使所述构件从所述第二状态转变成第三状态。

技术方案16.根据任意前述技术方案所述的方法,其特征在于,所述第一容器和所述第二容器是同一容器。

技术方案17.根据任意前述技术方案所述的方法,其特征在于,所述方法进一步包括:

将具有设置在其中的所述构件的第三容器放置到所述热系统的所述室中,其中在放置所述第三容器期间,所述构件处于所述第三状态;以及

通过所述热系统执行第三热过程,以使所述构件从所述第三状态转变成第四状态。

技术方案18.根据任意前述技术方案所述的方法,其特征在于,所述第一热过程是压实过程和烧尽过程中的一个过程,并且其中所述第二热过程是所述烧尽过程、熔体渗透过程、聚合物浸渍和热解过程以及化学气相渗透过程中的一个过程。

技术方案19.根据任意前述技术方案所述的方法,其特征在于,所述第一状态是预成型件状态和生坯状态中的一种状态,并且其中所述第二状态是所述生坯状态和烧尽状态中的一种状态。

技术方案20.根据任意前述技术方案所述的方法,其特征在于,移动体装置将具有设置在其中的所述构件的所述第一容器放置到由所述热系统限定的所述室中,并且其中所述移动体装置将具有设置在其中的所述构件的所述第二容器放置到所述热系统的所述室中,并且其中所述方法进一步包括:

在执行所述第一热过程之后,通过所述移动体装置来从所述室移除所述第一容器;以及

在执行所述第二热过程之后,通过所述移动体装置来从所述室移除所述第二容器。

参考以下描述和所附权利要求书,本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。结合在本说明书中并构成其部分的附图示出了本发明的实施例,并与描述一起用于阐释本发明的原理。

附图说明

在参考附图的说明书中阐述了本发明(包括其最佳模式)的针对本领域普通技术人员而言完整且充分的公开,在附图中:

图1提供了根据本公开的示例性实施例的示例性热系统的示意图;

图2提供了根据本公开的示例性实施例的示例性容器的示意图,其描绘了设置在该容器中的构件;

图3提供了根据本公开的示例性实施例的另一示例性容器的示意图,其描绘了设置在该容器中的多个构件;

图4a、4b和4c提供了根据本公开的示例性实施例的用于对复合构件进行热处理的示例性方法的流程图;

图5提供了将多个预成型件放置到架上的位置中的示意图;

图6提供了将具有设置在其上的多个预成型件的图5的架放置到容器中的示意图;

图7提供了将图6的容器放置到热系统的室中的示意图;

图8提供了预成型件经历压实过程以使预成型件转变成生坯状态的零件的示意图;

图9提供了从热系统的室移除容器的示意图;

图10提供了从容器移除生坯状态的零件的示意图;

图11提供了将生坯状态的零件放置到同一容器或形状类似的容器中的示意图;

图12提供了生坯状态的零件经历烧尽过程以使生坯状态的零件转变成烧尽零件的示意图;

图13提供了烧尽零件经历熔体渗透过程的示意图;以及

图14提供了根据本公开的示例性实施例的用于制造复合构件的示例性方法的流程图。

具体实施方式

现在将详细地参考本发明的本实施例,其一个或多个示例在附图中示出。该详细描述使用数字和字母标记来指代附图中的特征。附图和描述中的相同或类似的标记已用于指代本发明的相同或类似的零件。如本文中使用的那样,用语“第一”、“第二”和“第三”可被可互换地使用以将一个构件与另一构件区分开,并且并不旨在表示独立构件的位置或重要性。

本公开的示例性方面涉及用于对构件(诸如,例如复合构件)进行热处理的系统和方法。在一个示例性方面,提供了一种系统。该系统包括热系统、移动体装置和用于控制移动体装置中的热系统的控制系统。该系统还包括多个容器,可在多个容器中通过热系统对一个或多个复合构件进行热处理。多个容器的形状和构造类似。也就是说,容器具有共同的或标准的形状和构造。控制系统可控制移动体装置以将一个或多个复合构件插入到容器中或从容器移除一个或多个复合构件。复合构件可定位在架的搁板上。控制系统还可控制移动体装置以将容器安装到由热系统限定的室或从室移除容器。

可通过系统以下面的示例性方式来对一个或多个复合构件进行热处理。一个或多个复合构件可首先被真空装袋并放置在架的搁板上。然后可将架插入到多个容器中的容器中。可通过控制系统控制移动体装置以将架插入到容器中。还可通过控制系统控制移动体装置以将具有设置在其中的一个或多个复合构件的容器安装到热系统的室中。可连接一个或多个连接件或配件,以将容器的内部空间与热系统的多种系统流通地连接。一旦恰当地位于室内,热系统就执行第一热过程,诸如,例如压实过程。控制系统可启动热系统以执行第一热过程。也就是说,热系统可经由在容器内施加正压来将一个或多个复合构件加热并压实。压实过程使预成型件转变成生坯状态的零件。在完成第一热过程之后,从室移除容器,并且将现在的生坯状态的零件从袋中取出。

然后将生坯状态的零件放置到同一容器或不同的但形状类似的容器中。然后将具有设置在其中的生坯状态的零件的容器放回到热系统的室中。可再一次连接一个或多个连接件或配件,以将容器的内部空间与热系统的多种系统流通地连接。这可通过控制系统自动地进行。此外,一旦恰当地位于室内,热系统就执行第二热过程,诸如,例如烧尽过程或热解过程。控制系统可启动热系统以执行第二热过程。也就是说,热系统可在高温下且在真空下使生坯状态的零件的聚合物粘结剂“烧尽”和/或热解。烧尽过程使生坯状态的零件转变成烧尽零件。

然后将烧尽零件放置到同一容器或不同的但形状类似的容器中,该容器已经适当地分级(stage)以进行渗透或固结。例如,一个或多个材料盘(puck)可被放置成邻近一个或多个复合构件。然后将容器放回到热系统的室中,并且进行一个或多个连接件或配件连接以将容器的内部与热系统的系统流通地连接。一旦恰当地位于室内,热系统就执行第三热过程,诸如,例如熔体渗透过程、聚合物浸渍和热解过程,或化学气相渗透过程。控制系统可启动热系统以执行第三热过程。也就是说,热系统可在高温下且在真空或惰性环境下对烧尽零件进行熔体渗透和/或固结。熔体渗透过程、聚合物浸渍和热解过程和/或化学气相渗透过程使烧尽零件转变成致密零件。此后,可如必要的那样对致密零件进行精加工以形成最终的复合构件。本文中还提供了用于利用上文指明的系统来对这样的构件进行热处理的方法。

图1提供了根据本公开的示例性实施例的用于制造复合构件140的示例性系统50的示意图。大体上,系统50包括热系统100、移动体装置160和控制系统170,控制系统170包括与热系统100和移动体装置160通信地联接的一个或多个控制器172。热系统100操作性地配置成对复合构件(诸如用于燃气涡轮发动机的陶瓷基体复合(cmc)构件)进行热处理。特别地,如本文中将更详细地阐释的那样,热系统100操作性地配置成在压实过程、烧尽过程和致密化过程(诸如,例如熔体渗透过程)中的至少两个中对复合构件进行热处理。在一些实施例中,热系统100操作性地配置成在压实过程、烧尽过程和致密化过程(例如熔体渗透过程)中的各个中对复合构件进行热处理。在其它实施例中,由其它材料形成的构件可由热系统100进行热处理。例如,由金属材料、单一材料或其它复合材料形成的构件可由热系统100进行热处理。系统50的移动体装置160操作性地构造成移动系统50的多种构件,例如,将系统50的多种构件移入热系统100并从热系统100移出。控制系统170操作性地配置成控制系统50,包括热系统100、移动体装置160以及系统50的其它构件。

如图1中显示的那样,系统50的热系统100包括壳体102。壳体102沿着由热系统100限定的竖直方向v在顶部104与底部106之间延伸。热系统100包括位于壳体102的底部106处的脚轮108。以此方式,热系统100能够例如围绕制造设施移动。此外,热系统100限定室110,且更特别地,热系统100的壳体102限定室110。室110定尺寸成接纳如图1中显示的容器120。容器120能够可移除地安装在室110内。也就是说,容器120可如图1中显示的那样安装到室110中,并且可例如在完成热过程之后从室110移除。例如,移动体装置160可构造成将容器120移入热系统100的室110并从室110移出。然而,在一些实施例中,可人工地将容器120移入室110并从室110移出。如进一步显示的那样,容器120限定空间125。复合构件140能够可移除地插入到容器120的空间125中。也就是说,复合构件140可插入到空间125中,并且可例如在完成热过程之后从空间125移除。例如,移动体装置160可构造成将复合构件140移入容器120的空间125并从空间125移出。然而,在一些实施例中,可人工地将复合构件140移入容器120并从容器120移出。

如图1中进一步显示的那样,系统50包括控制系统170,控制系统170包括一个或多个计算装置或控制器172。如上文指明的那样,控制系统170操作性地配置成控制系统50的多种系统和装置。尽管图1中仅显示了一个控制器172,但是控制系统170可包括控制器或计算装置的系统。控制系统170的控制器172中的各个可包括一个或多个处理器和一个或多个存储器装置。一个或多个处理器可包括任何合适的处理装置,诸如微处理器、微控制器、集成电路、逻辑装置和/或其它合适的处理装置。一个或多个存储器装置可包括一个或多个计算机可读介质,包括但不限于非暂时性计算机可读介质、ram、rom、硬盘驱动器、闪速驱动器和/或其它存储器装置。一个或多个存储器装置可存储能够由一个或多个处理器存取的信息,包括可由一个或多个处理器执行的计算机可读指令。指令可为如下的任何指令集:当由一个或多个处理器执行时,使一个或多个处理器执行操作,诸如控制器172配置成用于执行的任何操作和功能,诸如,例如启动和控制系统50的多种方面。指令可为以任何合适的编程语言编写的软件,或可在硬件中实施。另外和/或备选地,可在(一个或多个)处理器上的逻辑和/或虚拟单独线程中执行指令。

(一个或多个)存储器装置可存储可由一个或多个处理器存取的数据。例如,数据可包括用于对设置在热系统100的室110内的构件进行热处理的温度和压力设定值、用于移动构造成使容器120和/或构件围绕制造设施移动的移动体装置160的设定值等。数据还可包括本文中显示和/或描述的其它数据集、参数、输出、信息等。控制器172还可包括通信接口,以用于例如与系统50的其它构件通信。通信接口可包括用于与一个或多个网络或电子构件对接的任何合适的构件,包括例如发射器、接收器、端口、控制器、天线和/或其它合适的构件。通信接口可用于通过诸如下者的一个或多个网络来与其它电子装置通信:例如,局域网(lan)、广域网(wan)、vhf网络、hf网络、wi-fi网络、wimax网络、门链路(gatelink)网络和/或任何其它合适的通信网络。通信接口可使用许多种通信协议来通过一个或多个网络通信。通信接口可包括将控制器172与其它电子装置通信地联接的有线和/或无线通信链路的组合或数据总线。

图2提供了图1的容器120的示意性近视图,其描绘了设置在容器120中的构件140。容器120包括通路部件124,其能够在密封的关闭位置(在图2中显示)与打开位置之间移动,例如以用于提供通向容器120的空间125的选择性通路。尽管在图2的所描绘的实施例中将通路部件124显示为顶盖,但是通路部件124可定位在其它地方并且可提供通向容器120的其它合适位置的选择性通路。例如,通路部件124可为可旋转地安装到容器120的门。此外,在一些实施例中,容器120可包括多个通路部件。例如,在一些实施例中,容器120可包括顶盖和底盖,它们均能够在密封的关闭位置与打开位置之间(在同一时间或不同的时间)移动。

参考图1和图2,容器120包括限定容器120的入口的入口端口126、真空端口128和限定出口或压力释放出口的出口端口130。如图1中最佳地显示的那样,当容器120安装在热系统100的室110内时,导管132、134、136可分别选择性地连接到端口126、128、130。在一些实施例中,端口126、128、130中的一个或多个可包括阀,该阀能够选择性地在打开位置与关闭位置之间移动,在打开位置中,流体可流过或穿过端口,在关闭位置中,阻止或限制流体流过或穿过端口。在其它实施例中,阀可沿着导管132、134、136定位在端口126、128、130的上游或下游,以用于选择性地允许流体流至或流自容器120的空间125。此外,如图1中显示的那样,热系统100包括热源114,其用于在热处理期间选择性地对室110内的内容物(诸如,例如设置在容器120的空间125内的构件140)进行加热。热源114可为任何合适的加热源。例如,热源114可为辐射热源、电阻热源和/或感应热源。在一些实施例中,热系统100可包括多个热源。

如上文指明的那样,复合构件140可为cmc构件,诸如,例如燃气涡轮发动机的护罩节段。然而,复合构件140可为其它合适的构件。例如,复合构件140可为沿着燃气涡轮发动机的热气体路径定位的其它构件,诸如定位在燃气涡轮发动机的燃烧区段、高压涡轮和/或低压涡轮内的构件。如图2中显示的那样,在一些实施例中,单个复合构件可设置在容器120内并对其进行热处理。然而,在一些实施例中,如下文描述的那样,可同时对多个复合构件140进行热处理。

图3提供了另一示例性容器120的示意图,其描绘了设置在容器120中的多个构件140。尽管仅显示了一个构件140设置在图2的容器120的空间125内,但是在一些实施例中,如图3中描绘的那样,多个构件140可设置在容器120的空间125内。如图3中示出的那样,构件140可定位或安装在架150上。更特别地,架150可包括一个或多个搁板152,一个或多个构件140可定位在搁板152上。架150还包括附接部件154,附接部件154提供用于使移动体装置附接到架150使得移动体装置可将架150移入容器120并从容器120移出(例如,当通路部件124处于打开位置时)的附接手段。例如,移动体装置160可为起重机或机械臂。例如,附接部件154可为钩或环。

用于这样的复合构件140的示例性cmc材料可包括碳化硅、硅、二氧化硅或氧化铝基体材料及其组合。在基体内可嵌入陶瓷纤维,诸如包括如蓝宝石和碳化硅(例如,textron的scs-6)的单丝的氧化稳定增强纤维,以及包括下者的粗纱和纱线:碳化硅(例如,nipponcarbon的nicalon®、ubeindustries的tyranno®和dowcorning的sylramic®)、硅酸铝(例如,nextel的440和480)和短切晶须和纤维(例如,nextel的440和saffil®),以及可选的陶瓷颗粒(例如,si、al、zr、y及其组合的氧化物)和无机填料(例如,叶蜡石、硅灰石、云母、滑石、蓝晶石和蒙脱石)。cmc材料可在大致1000-1200℉的温度范围下具有在大约1.3×10−6in/in/℉至大约3.5×10−6in/in/℉的范围中的热膨胀系数。

用于这样的cmc构件的示例性制造过程可包括层合由包括浸渍有浆料的增强材料(例如,碳纤维)的“预浸料坯”或带状结构形成的一层或多层,浆料包含基体材料的前体和一种或多种有机粘结剂。预浸料坯带经历处理(包括烧制)以将前体转化成期望的陶瓷。所得的预浸料坯的多个板层然后堆叠且被压紧以形成预成型件。

此后,预成型件可经历热处理。特别地,预成型构件可经历压实过程、烧尽过程和固结过程(例如熔体渗透过程、聚合物浸渍和热解过程,或化学气相渗透过程)以固化预成型件。如将在本文中更详细地阐释的那样,这样的热过程可由热系统100执行。在层合过程之后,预成型件可被压实并受到高温和高压。压实过程使预成型件从预成型件转变成生坯状态的构件。在压实期间可移除多种挥发物。随后,生坯状态的构件可经历烧尽过程以“烧尽”多余的粘结剂等。更特别地,在真空或惰性气氛中对生坯状态的构件进行加热(即,烧制)使粘结剂分解、移除溶剂,且将前体转化成期望的热解材料。烧尽过程使生坯状态的构件转变成烧尽构件。接下来,烧尽构件可经历熔体渗透过程,在该过程中,烧制硅或另一合适的材料以对构件进行熔体渗透。粘结剂在烧尽过程中的分解造成多孔的热解烧尽构件。烧尽构件可经历致密化(例如熔体渗透(mi)、聚合物浸渍和热解(pip)、化学气相渗透(cvi))以填充孔隙。在一个示例中,在热解构件与硅一起烧制的情况下,构件可经历硅熔体渗透。在一些实施例中,致密化和烧制可在高于1200℃的温度下进行,以允许硅或其它适当的材料或材料组合熔体渗透到构件中。此后,可如必要的那样对致密的复合构件进行精加工以形成最终的复合构件。例如,可研磨或以其它方式加工构件,例如,以使构件处于公差内,且将构件成形为期望的形状。下文提供了可对复合构件进行热处理的示例性方式。

现在大体上参考图4a至图13,提供了根据本公开的示例性实施例的用于对复合构件(或多个复合构件)进行热处理的示例性方法(200)。特别地,图4a、4b和4c提供了方法(200)的流程图。例如,可根据方法(200)利用图1的热系统100来对一个或多个复合构件进行热处理。在一些实施方式中,可人工地实施方法(200)中的一些或全部。在另外的其它实施方式中,可自动地实施方法(200)中的一些或全部。图5提供了将多个预成型件放置到架上的位置中的示意图。图6提供了将具有设置在其上的多个预成型件的图5的架放置到容器中的示意图。图7提供了将图6的容器放置到热系统的室中的示意图。图8提供了预成型件经历压实过程以使预成型件转变成生坯状态的零件的示意图。图9提供了从热系统的室移除容器的示意图。图10提供了从容器移除生坯状态的零件的示意图。图11提供了将生坯状态的零件放置到同一容器或形状类似的容器中的示意图。图12提供了生坯状态的零件经历烧尽过程以使生坯状态的零件转变成烧尽零件的示意图。图13提供了烧尽零件经历熔体渗透过程的示意图。

如图4a中显示的那样,在(202)处,方法(200)包括将预成型件装入袋内。更特别地,在对预成型件进行层合之后,可将预成型件在真空下装入袋内以形成袋装的预成型件。诸如,如图5中显示的那样,多个预成型件142(即,处于预成型件状态下的多个复合构件)各自显示为在真空下装入或放置在袋143(由图5中的虚线表示)内以形成袋装的预成型件。如本文中将进一步描述的那样,在压实期间之后,预成型件142是袋装的预成型件。此外,在压实之后,将袋143从现在的生坯状态的零件移除。

参考图4a,在(204)处,方法(200)包括将袋装的预成型件放置到第一容器中。例如,如图5中显示的那样,在将预成型件142在(202)处装入袋143内之后,将袋装的预成型件放置到架150的搁板152上。在该示例中,将一个袋装的预成型件放置在架150的各搁板152上。然而,在其它示例中,可将多于或少于一个的袋装的预成型件放置在架150的各搁板152上。如图6中显示的那样,在将袋装的预成型件放置到架150的搁板152上之后,将具有定位在架150的搁板152中的袋装的预成型件的架150插入到第一容器121中。第一容器121可为上文描述的容器120,或可为类似构造的容器。在一些实施方式中,通过移动体装置160来将具有袋装的预成型件的架150插入到第一容器121中(其中将通路部件124移除至打开位置)。移动体装置160使架150沿着竖直方向v向下降低(由箭头d描绘),使得架150和袋装的预成型件插入到第一容器121的空间125中。移动体装置160在附接部件154处连接到架150。对于该实施方式而言,控制系统170指示或控制移动体装置160以将架150移动到第一容器121中,并且移动体装置160自动执行操作。在备选的实施方式中,可人工地将架150插入到第一容器121中。

再次参考图4a,在(206)处,方法(200)包括将具有设置在其中的预成型件的第一容器放置到由热系统限定的室中。例如,在参考图7的一些实施方式中,在通过移动体装置160来将具有定位在其上的袋装的预成型件的架150插入到第一容器121中之后(如图6中显示的那样),移动体装置160将具有设置在其中的袋装的预成型件的第一容器121移动或放置到由热系统100限定的室110中。控制系统170可控制移动体装置160以将第一容器121自动地放置到室110中。然而,在备选的实施例中,可将具有设置在其中的袋装的预成型件的第一容器121人工地放置到室110中。

再次参考图4a,在(208)处,方法(200)包括通过热系统在高温和高压下压实容器内的预成型件以使预成型件转变成生坯状态的零件。例如,如图8中显示的那样,热系统100显示为压实袋装的预成型件142。特别地,在压实过程期间,热系统100可使用加热源114来对室110进行加热。因此,如由图8中的“h”表示的那样,第一容器121和设置在其中的预成型件142可被加热至高温。

此外,热系统100可经由导管132向第一容器121的空间125提供加压空气。在压实之前,加压流体源116以流体连通的方式与由第一容器121限定的空间125连接。例如,加压流体源116可为存储在热系统100的罐内的压缩空气。热系统100可包括用于对空气进行加压的压缩机和用于使加压空气移动到第一容器121的泵。压缩机和泵可位于热系统100上或热系统100外。由箭头a表示的加压空气可通过入口端口126进入第一容器121的空间125,以压实设置在其中的复合构件140。在压实期间,第一容器121的空间125被密封,并且来自加压流体源116的加压空气a被提供至空间125,以在高压和高温下对空间125进行加压。如图8中显示的那样,在第一容器121的空间125内施加加压空气会在第一容器121内引起正压,其由图8中的“+p”表示。在压实过程期间或在完成压实过程时,加压空气a可通过出口端口130离开第一容器121的空间125,并且可通过导管136从室110排出。

通过在第一容器121内压实构件140,需要更少的时间来对构件140进行加压,这是因为第一容器121具有比室110的空间更小的空间125。此外,热源114可集中于对第一容器121内的构件140进行加热,而不是更广泛地对室110进行加热。因此,可更高效地实现对构件140进行加热。此外,由于第一容器121小于室110,故变热的热质量较小,且因此可实现更快速的零件加热。

再一次参考图4a,在(210)处,方法(200)包括从热系统的室移除第一容器。例如,在参考图9的一些实施方式中,在(208)处压实之后,移动体装置160从室110移除具有设置在其中的生坯状态的零件144的第一容器121。控制系统170可控制移动体装置160以例如在(208)处的压实过程完成之后自动地从室110移除第一容器121。然而,在备选的实施例中,可人工地从室110移除具有设置在其中的生坯状态的零件144的第一容器121。

再一次参考图4a,在(212)处,方法(200)包括从第一容器移除生坯状态的零件。例如,如图10中显示的那样,移动体装置160可移除通路部件124(图10中未显示)并且可经由附接部件154连接到架150。移动体装置160使架150沿着竖直方向v向上移动(由箭头u描绘),使得从第一容器121的空间125移除架150和生坯状态的零件144。对于该实施方式而言,控制系统170指示或控制移动体装置160以从第一容器121移除架150,并且移动体装置160自动地执行操作。在备选的实施方式中,可人工地从第一容器121移除架150。

参考图4b,在(214)处,方法(200)包括从生坯状态的零件移除袋。例如,在(208)处压实之后,将袋从生坯状态的零件移除。可以以任何合适的方式移除袋。作为一个示例,移动体装置160或另一合适的自动系统可从生坯状态的零件移除袋。作为另一示例,可人工地从生坯状态的零件移除袋。

再次参考图4b,在(216)处,方法(200)包括将生坯状态的零件放置到第二容器中。在一些实施方式中,第二容器是第一容器。因此,生坯状态的零件可插入到与用于压实过程的容器同一的容器中。在备选的实施方式中,第二容器和第一容器是不同的但形状类似的容器。例如,第一容器可具有与第二容器相同或基本上相同的几何形状。此外,第二容器可具有与第一容器相同的端口126、128、130和通路部件124(图2)。此外,第二容器上的端口和通路部件可位于与第一容器的端口126、128、130和通路部件相同的位置中。因此,第二容器可以以与第一容器基本上相同的方式来构造。

如图11中显示的那样,在(214)处从生坯状态的零件144移除袋之后,可将生坯状态的零件144放置到架的搁板上。例如,可将生坯状态的零件144放回到在压实过程期间使用的架150的搁板152上,或可将生坯状态的零件144放置在具有与架150相同的构造的不同架上。在将生坯状态的零件144放置到架150的搁板152上之后,将架150插入到第二容器122中。如上文指明的那样,第二容器122可与第一容器121同一,或可为不同的容器,但是具有类似的形状和构造。在一些实施方式中,通过移动体装置160来将具有定位在其上的生坯状态的零件144的架150放置到第二容器122中(其中通路部件124被移除至打开位置)。移动体装置160使架150沿着竖直方向v向下降低(由箭头d描绘),使得架150和生坯状态的零件144插入到第二容器122的空间125中。移动体装置160在附接部件154处连接到架150。对于该实施方式而言,控制系统170指示或控制移动体装置160以将架150移动到第二容器122中,并且移动体装置160自动地执行操作。在备选的实施方式中,可人工地将架150放置到第二容器122中。

参考图4b,在(218)处,方法(200)包括将具有设置在其中的生坯状态的零件的第二容器放置到热系统的室中。例如,在一些实施方式中,可以以与如上文在(206)处描述的那样将第一容器放置到室中的方式相同或基本上相同的方式来将第二容器放置到热系统的室中。特别地,在通过移动体装置160来将具有定位在其上的生坯状态的零件144的架150插入到第二容器122中之后,移动体装置160将第二容器122移动或放置到室110中。控制系统170可控制移动体装置160以自动地将第二容器122放置到室110中。然而,在备选的实施例中,可人工地将具有设置在其上的生坯状态的零件144的第二容器122放置到室110中。

参考图4b,在(220)处,方法(200)包括通过热系统在高温下且在真空下烧尽第二容器内的生坯状态的零件,以使生坯状态的零件转变成烧尽零件。在(220)处的烧尽过程期间,生坯状态的零件中的各个的聚合物粘结剂被“烧尽”。作为示例,如图12中显示的那样,热系统100显示为烧尽生坯状态的零件144。特别地,在烧尽过程期间,热系统100使用加热源114来对室110进行加热。因此,如由图12中的“h”表示的那样,第二容器122和设置在其中的生坯状态的零件144被加热至高温。此外,热系统100在第二容器122的空间125内形成真空。也就是说,热系统100通过使空气从第二容器122的空间125移动通过真空端口128和导管136而在室110内形成负压或真空。在第二容器122的空间125内形成的负压或真空由图12中的“-p”表示。为了在第二容器122的空间125内形成真空,将空气从第二容器122的空间125抽出或移出,并且如由图12中的“e”表示的那样将空气从热系统100排出。在真空或惰性气氛中烧尽生坯状态的零件144使粘结剂分解、移除溶剂,并将前体转化成期望的热解材料。在(220)处的烧尽过程使生坯状态的零件144转变成烧尽零件146。

通过在第二容器122内烧尽生坯状态的零件144,在第二容器122的空间125内形成真空所需的时间更少,这是因为第二容器122具有比室110的空间更小的空间125。此外,热源114可集中于对第二容器122内的生坯状态的零件144进行加热,而不是更广泛地对室110进行加热。因此,可更高效地实现对生坯状态的零件144进行加热。此外,由于第二容器122小于室110,故变热的热质量更小,且因此可实现更快速的零件加热。

参考图4b,在(222)处,方法(200)包括从热系统的室移除第二容器。例如,在一些实施方式中,可以以与如上文在(210)处描述的那样从室移除第一容器的方式相同或基本上相同的方式来从热系统的室移除第二容器。特别地,在一些实施方式中,在完成(220)处的烧尽过程之后,移动体装置160从室110移除具有设置在其中的烧尽零件146的第二容器122。控制系统170可控制移动体装置160以例如在(220)处的烧尽过程完成之后自动地从室110移除第二容器122。然而,在备选的实施例中,可人工地从室110移除具有设置在其中的烧尽零件146的第二容器122。

参考图4b,在(224)处,方法(200)包括从第二容器移除烧尽零件。例如,在一些实施方式中,可以以与如上文在(212)处描述的那样从第一容器移除生坯状态的零件的方式相同或基本上相同的方式来从第二容器移除烧尽零件。特别地,在一些实施方式中,移动体装置160可移除通路部件124并且可经由附接部件154连接到架150。移动体装置160可使架150沿着竖直方向v向上移动,使得从第二容器122的空间125移除架150和烧尽零件146。对于该实施方式而言,控制系统170指示或控制移动体装置160以从第二容器122移除架150,并且移动体装置160自动地执行操作。在备选的实施方式中,可人工地从第二容器122移除架150。

参考图4c,在(226)处,方法(200)包括将烧尽零件放置到第三容器中。在一些实施方式中,第三容器与第二容器是同一容器。因此,烧尽零件可插入到与用于烧尽过程的容器同一的容器中。此外,在一些实施方式中,第三容器是第二容器,第二容器是第一容器。因此,烧尽零件可插回到与用于烧尽过程和压实过程的容器同一的容器中。在备选的实施方式中,第三容器和第二容器是不同的但形状类似的容器。例如,第三容器可具有与第二容器相同或基本上相同的几何形状。此外,第三容器可具有与第二容器相同的端口126、128、130和通路部件124(图2)。此外,第三容器上的端口和通路部件可位于与第二容器的端口126、128、130和通路部件相同的位置中。因此,第三容器可以以与第二容器基本上相同的方式来构造。此外,在一些实施方式中,第三容器可以以与第一容器和/或第二容器基本上相同的方式来构造。在一些示例性实施方式中,如图11中最佳地显示的那样,系统50包括多个容器120,多个容器120以基本上相同的方式来成形和构造。如图11中显示的那样,多个容器120中的第一容器121、第二容器122和第三容器123的形状和构造类似。此外,在一些实施方式中,以与如上文在(216)处描述并且在图11中示出的那样将生坯状态的零件放置到第二容器中的方式相同或基本上相同的方式来将烧尽零件放置到第三容器中。

再次参考图4c,在(228)处,方法(200)包括将第三容器分级以用于熔体渗透。可在于(226)处将烧尽零件放置到第三容器中之前或之后将第三容器分级。在一些实施方式中,将第三容器分级包括将材料盘放置成邻近设置在第三容器内的烧尽零件,或如果烧尽零件尚未被放置到第三容器中,则可在要放置烧尽零件的位置处或靠近该位置来将材料盘放置到架的搁板上。在一些实施例中,材料盘可由硅材料形成。在其它实施方式中,盘可由用于对多孔的热解烧尽零件进行熔体渗透的其它合适的材料形成。

仍参考图4c,在(230)处,方法(200)包括通过热系统在高温下且在真空下对第三容器内的烧尽零件进行熔体渗透,以使烧尽零件转变成致密状态。在(230)处的熔体渗透过程期间,材料盘“熔体渗透”或被促进熔化到烧尽零件中,例如,以使多孔的热解烧尽零件致密化。作为示例,如图13中显示的那样,热系统100显示为对烧尽零件146进行熔体渗透。特别地,在熔体渗透过程期间,热系统100使用加热源114来对室110进行加热。对室110进行加热(由图13中的“h”表示)使盘180熔化到烧尽零件146中。此外,热系统100在第三容器123的空间125内形成真空。也就是说,热系统100通过使空气从第三容器123的空间125移动通过真空端口128和导管136而在室110内形成负压或真空。在第三容器123的空间125内形成的负压或真空由图13中的“-p”表示。为了在第三容器123的空间125内形成真空,将空气从第三容器123的空间125抽出或移出,并如由图13中的“e”表示的那样将空气从热系统100排出。在高温下、在真空下对烧尽零件146进行熔体渗透例如通过利用盘180填充孔隙来使烧尽零件146致密化。在一些实施方式中,盘180由硅形成。在(230)处的熔体渗透过程使烧尽零件146转变成致密零件148。在一些备选的实施方式中,在(230)处,方法(200)包括通过热系统在高温下且在真空下使第三容器内的烧尽零件致密化以使烧尽零件转变成复合构件。

在一些实施方式中,如上文指明的那样,在(230)处使烧尽零件致密化包括在高温下且在真空下对第三容器内的烧尽零件进行熔体渗透。在一些备选的实施方式中,代替在(230)处的熔体渗透,方法(200)包括通过热系统来对第三容器内的烧尽零件进行化学气相渗透以使烧尽零件转变成致密状态。例如,在一些实施方式中,在(230)处的化学气相渗透包括使气态前体流入第三容器。气态前体可在高温下流入第三容器。气态前体通过入口端口126或另一专用端口流入第三容器。气态前体可为许多合适的化合物,包括例如甲基三氯硅烷、三氯硅烷、其它含硅前体、含硼前体等。此外,在一些实施方式中,可利用质量流控制器来控制进入第三容器的气态前体的质量流,以使烧尽零件致密化至期望的密度。质量流控制器可与一个或多个控制器172通信地联接,并因此可由控制器172控制。

在另外的其它备选的实施方式中,代替在(230)处的熔体渗透,方法(200)包括通过热系统来对第三容器内的烧尽零件进行浸渍和热解以使烧尽零件转变成致密状态。例如,在一些实施方式中,在(230)处的浸渍和热解包括在高温下且在真空下利用第三容器内的聚合物树脂来浸渍烧尽零件。聚合物树脂可为任何合适的含硅树脂,包括例如聚甲基硅烷、聚硅氮烷等。一旦利用聚合物树脂来浸渍或渗透,烧尽零件就可在高温下热解,并且可利用如上文描述的聚合物树脂来对其进行再浸渍或渗透。可在迭代过程中重复地对烧尽零件进行浸渍和热解,以实现目标零件密度或机械性质。在(230)处的迭代的浸渍和热解期间,移动体装置160可将第三容器移至室110并从室110移出。

在(232)处,方法(200)包括如需要的那样对致密零件进行精加工以形成复合构件。例如,如先前指明的那样,可研磨或以其它方式加工致密零件148,例如,以使构件处于公差内并将构件成形为期望的形状。

上文描述的方法(200)提供了许多优点和益处。例如,可使用单个热系统来实施方法(200)以对复合构件进行热处理。因此,不需要使复合构件从一个系统到另一个系统而到处移动来压实、烧尽复合构件并使其致密化。这可节省时间、资源、占地面积,并且为对构件进行热处理提供更大的灵活性。此外,系统的容器的共同构造和形状使得对构件进行热处理更易于自动化。例如,可通过如上文指明的控制系统来控制移动体装置,以将构件插入到容器并从容器移除构件,并且还可控制移动体装置以将容器安装到热系统的室并从热系统的室移除容器。共同的容器设计有助于构件在整个热处理中受控且可重复地移动。此外,由于各容器的形状和构造类似,故各容器可用于压实、烧尽和熔体渗透或致密化过程中的任何过程。例如,如上文指明的那样,各容器可包括入口端口和出口端口(主要在压实期间使用)以及真空端口(主要在烧尽和熔体渗透期间使用)。因此,同一容器可用于压实、烧尽和熔体渗透,或可以以高效的方式在过程之间使构件在标准或共同构造的容器之间切换。此外,由于容器具有比热系统的室更小的空间,故减少了在压实期间对容器进行加压以及在烧尽和熔体渗透期间形成真空所需的时间和能量。此外,热质量的减小允许更快速地对零件进行加热。另外,方法(200)可具有上文未具体提到的其它优点和益处。

图14提供了用于制造复合构件的示例性方法(300)的流程图。例如,可根据方法(300)利用图1的热系统100来对一个或多个复合构件进行热处理。在一些实施方式中,可人工地实施方法(300)中的一些或全部。在另外的其它实施方式中,可自动地实施方法(300)中的一些或全部。

在(302)处,方法(300)包括将具有设置在其中的复合构件的第一容器放置到由热系统限定的室中,其中在放置第一容器期间,复合构件处于第一状态。例如,第一容器可为第一容器121,并且热系统可为如本文中描述的系统50的热系统100。室可由热系统100的壳体102限定。在一些实施方式中,控制系统可控制移动体装置(诸如本文中描述的移动体装置160)以将第一容器放置到热系统的室中。此外,在一些实施方式中,第一状态是预成型件状态和生坯状态中的一种状态。换句话说,在(302)处,复合构件可为预成型件或袋装的预成型件,或可为生坯状态的零件(即,已经经历压实的预成型件)。

在(304)处,方法(300)包括通过热系统执行第一热过程以使复合构件从第一状态转变成第二状态。在一些实施方式中,第一热过程是压实过程和烧尽过程中的一个过程。例如,如果复合构件的第一状态是预成型件状态,则第一热过程可为压实过程,使得可例如以如本文中描述的方式来压实预成型件。在这样的实施方式中,第一热过程或压实过程可使复合构件从第一状态(即,预成型件状态)转变成第二状态(即,生坯状态)。作为另一示例,如果复合构件的第一状态是生坯状态,则第一热过程可为烧尽过程,使得可例如以如本文中描述的方式来烧尽生坯状态的零件。在这样的实施方式中,第一热过程或烧尽过程可使复合构件从第一状态(即,生坯状态)转变成第二状态(即,烧尽状态)。控制系统可启动热系统以自动执行第一热过程(例如,在将第一容器放置在室内并且进行端口连接之后),或可人工地启动热系统以开始第一热过程。例如,操作者可通过选择期望的热过程并按下开始按钮来开始操作。

在(306)处,方法(300)包括将具有设置在其中的复合构件的第二容器放置到热系统的室中,其中在放置第二容器期间,复合构件处于第二状态。例如,在(304)处执行第一热过程之后,可从热系统的室移除第一容器。此后,可将现在处于第二状态的复合构件从第一容器移除并放置到第二容器中。在一些实施方式中,第二容器是第一容器。在其它实施方式中,第二容器与第一容器不同,但是具有类似的形状和构造。例如,如图11中最佳地显示的那样,第一容器121和第二容器122是不同的,但是具有类似的形状和构造。在这样的实施方式中,将复合构件从第一容器移动到不同的但形状类似的第二容器可防止热过程之间(诸如,例如压实过程与烧尽过程之间)的交叉污染。

在一些实施方式中,在将现在处于第二状态的复合构件放置到第二容器(其可为与第一容器同一或不同的容器)中之后,控制系统可控制移动体装置(诸如本文中描述的移动体装置160)以将第二容器放置到热系统的室中。此外,在一些实施方式中,第二状态是生坯状态和烧尽状态中的一种状态。换句话说,在(306)处,复合构件可为生坯状态的零件或烧尽零件。

在(308)处,方法(300)包括通过热系统执行第二热过程以使复合构件从第二状态转变成第三状态。在一些实施方式中,第二热过程是烧尽过程、熔体渗透过程、聚合物浸渍和热解过程以及化学气相渗透过程中的一个过程。例如,如果复合构件的第二状态是生坯状态,则第二热过程可为烧尽过程,使得可例如以如本文中描述的方式来烧尽生坯状态的零件。在这样的实施方式中,第二热过程或烧尽过程可使复合构件从第二状态(即,生坯状态)转变成第三状态(即,烧尽状态)。作为另一示例,如果复合构件的第二状态是烧尽状态,则第二热过程可为熔体渗透过程,使得可例如以如本文中描述的方式来使烧尽零件致密化或对烧尽零件进行熔体渗透。在这样的实施方式中,第二热过程或熔体渗透过程可使复合构件从第二状态(即,烧尽状态)转变成第三状态(即,致密状态)。在其它实施方式中,第二热过程可为聚合物浸渍和热解过程或化学气相渗透过程。

此后,如上文描述的那样,可如必要的那样对处于致密状态的复合构件进行精加工,以形成最终的复合构件。如先前指明的那样,最终的复合构件可为cmc构件。控制系统可启动热系统以自动执行第二热过程(例如,在将第二容器放置在室内并且进行端口连接之后),或可人工地启动热系统以开始第二热过程。例如,操作者可通过选择期望的热过程并按下开始按钮来开始操作。

在(310)处,在一些实施方式中,特别是在第二热过程是烧尽过程的情况下且在复合构件的第三状态是烧尽状态的情况下,方法(300)包括将具有设置在其中的复合构件的第三容器放置到热系统的室中,其中在放置第三容器期间,复合构件处于第三状态。例如,在(308)处执行第二热过程之后,可从热系统的室移除第二容器。此后,可将现在处于第三状态的复合构件从第二容器移除并放置到第三容器中。在一些实施方式中,第三容器是第二容器和/或第一容器。在其它实施方式中,第三容器与第二容器和第一容器不同,但是具有类似的形状和构造。例如,如图11中最佳地显示的那样,第一容器121、第二容器122和第三容器123是不同的,但是具有类似的形状和构造。在这样的实施方式中,将复合构件从第二容器移动到不同的但形状类似的第三容器可防止热过程之间(诸如,例如烧尽过程与熔体渗透过程之间)的交叉污染。

在一些实施方式中,在将现在处于第三状态的复合构件放置到第三容器(其可为与第一容器和/或第二容器同一或不同的容器)中之后,控制系统可控制移动体装置(诸如本文中描述的移动体装置160)以将第三容器放置到热系统的室中。此外,在一些实施方式中,第三状态是烧尽状态。换句话说,在(306)处,复合构件可为烧尽零件。

在(312)处,在一些实施例中,方法(300)包括通过热系统执行第三热过程以使复合构件从第三状态转变成第四状态。在一些实施例中,第三热过程是熔体渗透过程。在这样的实施方式中,复合构件的第三状态是烧尽状态,并且第四状态是致密状态。可例如以本文中描述的方式在第三热过程期间对烧尽状态的复合构件进行熔体渗透。在其它实施方式中,第三热过程可为聚合物浸渍和热解过程或化学气相渗透过程。此后,如上文描述的那样,可如必要的那样对处于致密状态的复合构件进行精加工,以形成最终的复合构件。最终的复合构件可为cmc构件(例如,sic-sic构件)或另一合适的复合构件。控制系统可启动热系统以自动执行第二热过程(例如,在将第二容器放置在室内并且进行端口连接之后),或可人工地启动热系统以开始第二热过程。例如,操作者可通过选择期望的热处理并按下开始按钮来开始操作。

本书面描述使用示例来公开本发明(包括最佳模式),并且还使本领域中的任何技术人员能够实践本发明(包括制造和使用任何装置或系统,以及执行任何结合的方法)。本发明的可专利性范围由权利要求书限定,并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这样的其它示例包括不异于权利要求书的字面语言的结构元件,或如果它们包括与权利要求书的字面语言无实质性差异的等同结构元件,则这样的其它示例旨在处于权利要求书的范围内。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1