专利名称：用于飞机发动机的复合材料部件的制作方法
技术领域：
本发明涉及飞机发动机复合材料部件，尤其是涉及为环或环的片段的部件，诸如 护罩或护罩的片段。
背景技术：
飞机发动机需要耐磨、热稳定和质轻的部件。许多飞机发动机利用轴流式压缩机 将进入的空气压缩，然后将经压缩的空气传递至发动机的燃烧室部分。轴流式压缩机使用 隔行交替的快速旋转叶片(即，转子)和固定不会旋转的定子叶片。转子叶片和定子叶片 的联合作用增加了空气压力。定子叶片可变动，即，定子叶片可在其纵向轴线上转动或枢 转，以使气流和压力能得到更好的控制。将一排转子和一排定子称为一级。轴流式压缩机 通常具有若干级。定子叶片径向保持在外部发动机壳体和内部护罩之间。内部护罩固定在 发动机转轴附近的适当位置上。称作心轴或耳轴的叶片末端贴合在加工到内部护罩中的凹 槽内。当护罩和叶片均由金属构成时，叶片心轴和内部护罩之间会发生磨损。需要质量轻于金属、对热稳定和耐磨的飞机发动机部件。可使用具有耐高温性和 耐磨性的聚合材料，诸如得自DuPont Co. (Wilmington, DE)的聚酰亚胺和其他聚合物来减 小金属对金属的磨损。附图简述
图1示出了内部护罩片段的代表。
发明内容
本发明提供了一种用于飞机发动机的复合材料环或环的片段，所述复合材料包含 约20至约70重量％的热塑性聚合物和约30至约80重量％的碳纤维，其中如根据ASTM D648所测定，所述复合材料在1. SMPa下具有至少230°C的热挠曲温度，其中所述碳纤维的 长度为约100 μ m至约5cm，并且其中所述复合材料环或环的片段为金属环或金属环的片段 的合适替代物。在一个实施方案中，本发明一种提供用于飞机发动机护罩的复合材料环或环的片 段，该复合材料还包含最多约50重量％的颗粒。在一个实施方案中，复合材料环或环的片段为与可变叶片一起使用的护罩或护罩 的片段。发明详述本文所公开的是由复合材料制备的复合材料环或环的片段，该复合材料包含热塑 性聚合物和碳纤维。另外，该复合材料可包含颗粒，用于赋予附加的性质，如本文以下所述。 本文所述的环部件可由单个部分组成以构成环，或可由一个以上的环片段组成以形成环。此类环在飞机发动机中的一个用途是用作护罩，或用作内部护罩。复合材料包含约20至约70重量％的热塑性聚合物和约30至约80重量％的碳纤 维，其中复合材料的所有组分的总量为100重量％。优选地，复合材料包含约30至约60重 量％的聚合物和约40至约70重量％的碳纤维。复合材料还可包含最多50重量％的颗粒。热塑性聚合物选自聚酰亚胺、聚芳基酮(诸如聚醚醚酮(PEEK)和聚醚酮酮 (PEKK))、聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、以及它们的共混物。优选地，聚合物为聚酰亚胺。聚 酰亚胺提供了以下性能的优选组合耐高温氧化性、既耐低温又耐高温、湿润与干燥条件下 的机械性能保持性以及尺寸稳定性。用于本发明的聚酰亚胺主要由下式的重复单元组成
权利要求
1.用于飞机发动机的复合材料环或环的片段，所述复合材料包含约20至约70重量％ 的选自聚酰亚胺、聚芳基酮、聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、以及它们的共混物的热塑性聚合 物，以及约30至约80重量％的碳纤维，其中如根据ASTM D648所测定，所述复合材料在 1. SMI^a下具有至少230°C的热挠曲温度，其中所述碳纤维的长度为约100 μ m至约5cm，并且 其中所述复合材料环或环的片段为金属环或金属环的片段的合适替代物。
2.权利要求1的复合材料环或环的片段，其中所述碳纤维(b)的长度为约0.2cm至约5cm。
3.权利要求1的复合材料环或环的片段，所述复合材料还包含最多约50重量％的颗 粒，所述颗粒选自石墨、聚四氟乙烯和矿物填料。
4.权利要求1的复合材料环或环的片段，所述复合材料包含约30至约60重量％的所 述热塑性聚合物和约40至约70重量％的所述碳纤维。
5.权利要求1的复合材料环或环的片段，其中所述热塑性聚合物为聚酰亚胺。
6.权利要求4的复合材料环或环的片段，其中所述热塑性聚合物为聚酰亚胺。
7.权利要求5的复合材料环或环的片段，其中所述复合材料环或环的片段为与可变叶 片一起使用的内部护罩或内部护罩的片段。
8.权利要求2的复合材料环或环的片段，其中所述复合材料环或环的片段为与可变叶 片一起使用的内部护罩或内部护罩的片段。
9.权利要求7的护罩或内部护罩的片段，其中所述护罩适用于或已用于飞机发动机中。
10.权利要求7的护罩，其中所述复合材料还包含最多约50重量％的颗粒，所述颗粒选 自石墨、聚四氟乙烯和矿物填料。
全文摘要
本发明涉及一种用作飞机发动机的护罩的复合材料环或环的片段，所述复合材料环或环的片段包含约20至约70重量％的热塑性聚合物和约30至约80重量％的碳纤维，并且如根据ASTM D648所测定，所述复合材料环或环的片段在1.8MPa下具有至少230℃的热挠曲温度并具有热稳定性和耐磨性。
文档编号C08J5/04GK102131847SQ200980133636
公开日2011年7月20日 申请日期2009年8月28日 优先权日2008年8月29日
发明者G·R·阿尔姆斯, M·W·普雷尔维奇 申请人:纳幕尔杜邦公司