陶瓷可变定子叶片衬套的制作方法

衬套在许多工业应用中用于组件的部件之间。衬套用于在操作期间维持部件之间的对准和/或控制部件之间的相对运动。在一些应用中，衬套(诸如在喷气发动机压缩机或燃气涡轮发动机中的可变定子叶片组件中使用的那些衬套)通常经受到极端的操作条件，诸如极端的力、压力和/或温度。为了承受这些极端的操作条件，这些衬套通常由石墨或其他高性能聚合物材料形成。然而，这些材料仍然存在相当大的温度限制。此外，这些材料的氧化可影响部件之间的摩擦系数并且对性能和可靠性具有负面影响。因此，工业上持续要求改进用于此类应用的衬套技术。

背景技术：

技术实现思路

技术特征：

1.一种可变定子叶片衬套，所述可变定子叶片衬套包括：

2.根据权利要求1所述的衬套，其中所述衬套适合于用在可变定子叶片组件中，所述可变定子叶片组件包括可移动定子叶片或可旋转定子叶片和围绕所述可移动定子叶片环形地设置的定子叶片壳体，其中所述衬套至少部分地设置在所述壳体中并且围绕所述定子叶片环形地设置。

3.一种可变定子叶片组件，所述可变定子叶片组件包括：

4.根据权利要求3所述的组件，其中所述壳体由不锈钢、钛或它们的合金形成。

5.根据权利要求2所述的衬套，其中所述衬套由cte低于或等于所述定子叶片、所述壳体或它们的组合的cte的陶瓷材料形成。

6.根据权利要求1所述的衬套，其中所述衬套由包含至少一种金属元素的陶瓷材料形成，所述金属元素包括铝、硼、铜、锆、铬、硅、钛、铪、钨、钽、钇或它们的组合，与碳、氧或氮结合，或者它们的组合。

7.根据权利要求6所述的衬套，其中与在纵向方向上测量的所述衬套的所述陶瓷材料的所述cte相比，在径向方向上测量的所述衬套的所述陶瓷材料的所述cte最接近所述定子叶片、所述壳体或它们的组合的所述cte。

8.根据权利要求7所述的衬套，其中所述衬套由包含氧化铝、氮化铝、氮化硼、氧化铜、氮化硅、氧化硅、氧化锆或它们的组合的陶瓷材料形成。

9.一种形成可变定子叶片衬套的方法，所述方法包括：

10.根据权利要求3所述的组件，其中所述衬套在定子叶片壳体内以至少5mm/s的线速度旋转和振动。

11.根据权利要求10所述的组件，其中振荡频率介于0.5hz和500hz之间。

12.根据权利要求10所述的组件，其中所述线速度是振荡频率与行进距离的乘积，并且其中所述行进距离介于0.1mm和5mm之间。

13.根据权利要求1所述的衬套，其中所述陶瓷材料具有低于10μm的晶粒尺寸。

14.根据权利要求1所述的衬套，其中所述陶瓷材料具有至少2w/mk的热导率。

15.根据权利要求1所述的衬套，其中所述衬套由具有ra表面粗糙度值为不大于0.4μm的表面的陶瓷材料形成。

技术总结
本公开涉及系统和方法，该系统和方法包括提供用于可变定子叶片组件的定子叶片衬套，该可变定子叶片组件具有可移动定子叶片和围绕可移动定子叶片环形地设置的定子叶片壳体。该衬套包括凸缘、从凸缘延伸的筒体以及延伸穿过凸缘和筒体的中心孔，并且该衬套设置在壳体中并且围绕定子叶片环形地设置。该衬套由热膨胀系数(CTE)低于或等于可变定子叶片组件的定子叶片和壳体中的一者或多者的CTE的陶瓷材料形成。

技术研发人员：J-M·勒布伦,A·韦尔热,M·宁格尔-夸里耶,N·梅赫勒夫,E·达内什,C·墨菲
受保护的技术使用者：美国圣戈班性能塑料公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25