本公開(kāi)大體上涉及用于處理陶瓷纖維的方法及設(shè)備。更具體而言，本公開(kāi)涉及用于處理陶瓷纖維用于制造陶瓷基質(zhì)復(fù)合物(cmc)制品的方法及設(shè)備。

背景技術(shù)：

陶瓷基質(zhì)復(fù)合物(cmc)大體上包括嵌入在陶瓷基質(zhì)材料中的陶瓷纖維增強(qiáng)材料。增強(qiáng)材料可為隨機(jī)地分散在基質(zhì)材料中的間斷的短纖維，或定向在基質(zhì)材料內(nèi)的連續(xù)纖維或纖維束。增強(qiáng)材料在基質(zhì)裂開(kāi)的情況中用作cmc的承載組分。繼而，陶瓷基質(zhì)保護(hù)增強(qiáng)材料，保持其纖維的定向，并且用于將負(fù)載消散至增強(qiáng)材料。由于它們的高溫能力，故硅基cmc如碳化硅(sic)作為基質(zhì)和/或增強(qiáng)材料在高溫應(yīng)用中已經(jīng)變得特別令人感興趣，如，用于在燃?xì)鉁u輪(包括飛行器的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)和陸基燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī))的構(gòu)件中使用。sic纖維還用作增強(qiáng)材料用于多種其它陶瓷基質(zhì)材料(包括tic、si3n4和al2o3)。

連續(xù)纖維增強(qiáng)的陶瓷復(fù)合物(cfcc)是特定類型的cmc，其提供輕質(zhì)、高強(qiáng)度和高剛度用于多種高溫承載應(yīng)用，如，在護(hù)罩、燃燒器襯套、導(dǎo)葉(噴嘴)、葉片(輪葉)和燃?xì)鉁u輪的其它高溫構(gòu)件中。由generalelectric公司在名稱hipercomp?下開(kāi)發(fā)的cfcc材料的著名實(shí)例包含sic和元素硅或硅合金的基質(zhì)中的連續(xù)sic纖維。

各種技術(shù)可用于制造cmc，包括化學(xué)氣相滲透(cvi)、濕鼓卷繞、層合、層疊、熱解和熔滲(mi)。這些制造技術(shù)結(jié)合工具或模具使用以通過(guò)包括各種處理階段處的熱和化學(xué)過(guò)程的應(yīng)用的過(guò)程來(lái)產(chǎn)生近凈形制品。特別用于sic/si-sic(纖維/基質(zhì))cfcc材料的此類過(guò)程的實(shí)例在美國(guó)專利no.5,015,540,5,330,854,5,336,350,5,628,938,6,024,898,6,258,737,6,403,158和6,503,441和美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)no.2004/0067316中公開(kāi)。

制造cmc的一個(gè)過(guò)程伴有使用cmc預(yù)浸料坯，其典型地為片狀結(jié)構(gòu)，包括浸漬有包含基質(zhì)材料的前體和一種或更多種有機(jī)粘結(jié)劑的漿料的增強(qiáng)纖維。預(yù)浸料坯必須經(jīng)歷處理(例如，燒制)來(lái)將前體轉(zhuǎn)化成期望的陶瓷基質(zhì)材料。用于cfcc材料的預(yù)浸料坯經(jīng)常包括二維纖維陣列，其包括浸漬有基質(zhì)前體來(lái)產(chǎn)生大體上二維薄層的單層排列的絲束(獨(dú)立絲的束)。所得的預(yù)浸料坯的多個(gè)板層接著堆疊并且壓實(shí)以形成層疊預(yù)形件，過(guò)程稱為"層合"。預(yù)浸料坯典型地但不一定布置成以便相鄰預(yù)浸料坯的絲束定向成橫向于(例如，垂直于)彼此，提供預(yù)形件的疊層平面中的較大強(qiáng)度(對(duì)應(yīng)于最終cmc制品的主要(承載)方向)。作為實(shí)例，圖1呈現(xiàn)了包括多個(gè)薄層12的cmc制品10的表面區(qū)域，各個(gè)薄層12為獨(dú)立的預(yù)浸料坯帶或片的結(jié)果。也如圖1中所示，各個(gè)薄層12包含陶瓷增強(qiáng)物，其由陶瓷基質(zhì)前體的轉(zhuǎn)化(例如，在燒制之后)形成的陶瓷基質(zhì)14中埋入(encase)的單向排列的纖維17構(gòu)成。

如圖2中所示，用于制作預(yù)浸料坯cmc預(yù)形件的一個(gè)過(guò)程包括卷繞技術(shù)來(lái)將纖維20(獨(dú)立的絲或絲束)形成為單向預(yù)浸料坯帶，其接著用于復(fù)合預(yù)形件的層合。如圖2中所呈現(xiàn)，一些卷繞技術(shù)涉及涂覆纖維20。纖維20出于若干目的涂覆，如，在復(fù)合處理期間保護(hù)它們，修改纖維基質(zhì)界面強(qiáng)度，和促進(jìn)或防止纖維和基質(zhì)的機(jī)械和/或化學(xué)粘結(jié)。開(kāi)發(fā)了一定數(shù)量的不同技術(shù)用于將涂層施加于陶瓷纖維，如，蘸漿、溶膠凝膠、濺射和化學(xué)氣相沉積(cvd)。在這些技術(shù)中，cvd可認(rèn)作是在產(chǎn)生一致厚度和受控成分的不可滲透涂層方面最成功的。在典型的cvd過(guò)程中，纖維和反應(yīng)物加熱至升高的溫度，其中涂層前體分解并且沉積為涂層。

連續(xù)纖維涂覆過(guò)程對(duì)于由卷繞技術(shù)處理的復(fù)合物而言是優(yōu)選的。在連續(xù)涂覆過(guò)程中，如圖2中所示，纖維20連續(xù)地穿過(guò)包含涂層前體24的cvd反應(yīng)器22來(lái)形成涂覆的纖維26。也如圖2中所示，連續(xù)纖維涂覆過(guò)程可涉及一次使單纖維絲束或絲20穿過(guò)cvd反應(yīng)器22。涂覆可在低壓下進(jìn)行，并且纖維20可在低速下運(yùn)送穿過(guò)反應(yīng)器22，以確保涂覆的纖維26上的一致涂覆。此類cvd涂覆過(guò)程遭受在涂覆纖維絲束時(shí)的相當(dāng)大量的斷開(kāi)的纖維和"松弛"纖維(即，"絨毛")，這降低過(guò)程的吞吐量或產(chǎn)量。盡管此類纖維涂覆過(guò)程可提供有效涂覆的纖維，但仍需要具有較高生產(chǎn)力的對(duì)cvd涂層纖維20的進(jìn)一步改進(jìn)。

如圖2中所示，卷繞技術(shù)還可通過(guò)以基質(zhì)前體27浸漬涂覆的纖維26來(lái)將涂覆的纖維26(絲或絲束)形成為單向預(yù)浸料坯帶。如圖2中所示，例如，用于浸漬涂覆的陶瓷纖維26的濕鼓卷繞過(guò)程可伴有將陶瓷纖維26拉過(guò)基質(zhì)前體漿料混合物的浴27，該基質(zhì)前體漿料混合物包括適合的基質(zhì)前體材料、有機(jī)粘結(jié)劑和溶劑。所得的前體浸漬的纖維28接著圍繞鼓29卷繞來(lái)形成平面的單向預(yù)浸料坯帶。在接觸鼓29之前，前體浸漬的纖維28典型地拉過(guò)孔口來(lái)控制獲得的漿料的量。通過(guò)使鼓29(和/或浴27和孔口)轉(zhuǎn)位，前體浸漬的纖維28以恒定間距(pitch)放置來(lái)產(chǎn)生連續(xù)的平面單向預(yù)浸料坯帶。在以前體浸漬的纖維28卷繞之前，鼓29可以以釋放片纏繞，以使所得的預(yù)浸料坯帶可從鼓29更容易除去。當(dāng)在鼓29上時(shí)，可通過(guò)允許溶劑蒸發(fā)來(lái)允許預(yù)浸料坯帶空氣干燥。作為備選，帶可從鼓29切割，平放并且允許空氣干燥。

由此類濕鼓卷繞過(guò)程產(chǎn)生的預(yù)浸料坯帶可具有對(duì)應(yīng)于鼓29上的纖維28的間距的表面粗糙度或波度。由于間距，故還可存在橫跨帶的纖維和基質(zhì)的分布中的可變性。此外，由于纖維在卷繞過(guò)程期間處于張力下，故浸漬的纖維28可趨于下拉到鼓表面上，產(chǎn)生預(yù)浸料坯帶，其具有在接觸鼓29的帶的表面處的成比例的更多纖維，以及在背對(duì)鼓29的帶的表面處的成比例的更多基質(zhì)前體。

此類濕鼓卷繞過(guò)程還可遭受在使用絲束時(shí)的相當(dāng)大量的斷開(kāi)的纖維和松弛粘合的纖維20(即，"絨毛")，其可折斷并且引起孔口的阻塞。結(jié)果，鼓卷繞操作可需要不斷的操作者監(jiān)督，以使此類阻塞可在它們發(fā)生時(shí)除去。

鼓卷繞過(guò)程的另一復(fù)雜可涉及需要在卷繞過(guò)程期間以漿料27完全浸漬(即，浸濕)纖維20，這需要纖維16花費(fèi)足夠量的時(shí)間浸沒(méi)在漿料27中?？蓪?duì)于某些過(guò)程而言為大約五秒的該浸沒(méi)時(shí)間可對(duì)纖維16可拉過(guò)漿料27浴的速度進(jìn)行限制。結(jié)果，鼓卷繞100米的纖維20絲束所需的時(shí)間可相對(duì)冗長(zhǎng)。

因此，用于涂覆和/或浸漬陶瓷纖維(以形成預(yù)浸料坯)用于以改進(jìn)的產(chǎn)量或吞吐量產(chǎn)生cmc的備選方法和設(shè)備是合乎需要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N用于處理陶瓷纖維用于制造陶瓷基質(zhì)復(fù)合物(cmc)制品的方法。該方法包括提供至少一個(gè)框架，其包括延伸橫跨其空腔的單向陶瓷纖維的平面陣列。該方法還包括以下中的至少一個(gè)：經(jīng)由化學(xué)氣相沉積(cvd)過(guò)程將涂層沉積在至少一個(gè)框架的陶瓷纖維上；以及以包括陶瓷基質(zhì)前體成分的漿料浸漬至少一個(gè)框架的陶瓷纖維來(lái)形成至少一個(gè)cmc預(yù)浸料坯。

在一些實(shí)施例中，該方法可包括經(jīng)由化學(xué)氣相沉積(cvd)過(guò)程將涂層沉積在至少一個(gè)框架的陶瓷纖維上。在一些此類實(shí)施例中，cvd過(guò)程可包括將至少一個(gè)框架定位在cvd反應(yīng)器內(nèi)，并且cvd過(guò)程可為批量cvd過(guò)程。在一些其它此類實(shí)施例中，涂層可包括至少一層，包括氮化硼、硅摻雜的氮化硼、碳、碳化硅或氮化硅。

在一些實(shí)施例中，該方法可包括以包括陶瓷基質(zhì)前體成分的漿料浸漬至少一個(gè)框架的陶瓷纖維來(lái)形成至少一個(gè)cmc預(yù)浸料坯。在一些此類實(shí)施例中，浸漬至少一個(gè)框架的陶瓷纖維可包括將基板聯(lián)接于至少一個(gè)框架而至少部分地在其空腔內(nèi)延伸，使得陶瓷纖維和陶瓷基質(zhì)前體成分形成至少一個(gè)cmc預(yù)浸料坯帶。在一些此類其它實(shí)施例中，浸漬陶瓷纖維可包括從至少一個(gè)框架的至少一部分除去陶瓷纖維，以及以漿料浸漬除去的陶瓷纖維。在一些其它此類實(shí)施例中，陶瓷纖維可包括涂層，其具有至少一層，包括氮化硼、硅摻雜的氮化硼、碳、碳化硅或氮化硅。

在一些實(shí)施例中，該方法可包括以包括陶瓷基質(zhì)前體成分的漿料浸漬至少一個(gè)框架的涂覆的陶瓷纖維來(lái)形成cmc預(yù)浸料坯。在一些實(shí)施例中，提供至少一個(gè)框架可包括將陶瓷纖維聯(lián)接于至少一個(gè)框架。在一些實(shí)施例中，陶瓷纖維中的至少一條可包括陶瓷纖維絲束。在一些實(shí)施例中，陶瓷纖維中的至少一條可包括非成束的陶瓷絲。在一些實(shí)施例中，多條陶瓷纖維可包括延伸穿過(guò)空腔多次的至少一條連續(xù)陶瓷纖維的部分。在一些實(shí)施例中，陶瓷纖維中的至少一條可包括延伸穿過(guò)空腔一次的至少一條分立陶瓷纖維的一部分。在一些實(shí)施例中，陶瓷纖維可大致為sic。

在另一方面，本公開(kāi)提供了一種處理陶瓷纖維用于制造陶瓷基質(zhì)復(fù)合物(cmc)制品的方法。該方法包括提供至少一個(gè)框架，其包括延伸橫跨其空腔的單向陶瓷纖維的平面陣列。該方法還包括以包括陶瓷基質(zhì)前體成分的漿料浸漬至少一個(gè)框架的陶瓷纖維來(lái)形成至少一個(gè)cmc坯料。

在一些實(shí)施例中，浸漬至少一個(gè)框架的陶瓷纖維可包括將基板聯(lián)接于至少一個(gè)框架而至少部分地在其空腔內(nèi)延伸，使得陶瓷纖維和陶瓷基質(zhì)前體成分形成至少一個(gè)cmc預(yù)浸料坯帶。在一些實(shí)施例中，浸漬陶瓷纖維可包括從至少一個(gè)框架的至少一部分除去陶瓷纖維，以及以漿料浸漬除去的陶瓷纖維。在一些實(shí)施例中，陶瓷纖維可包括涂層，其具有至少一層，包括氮化硼、硅摻雜的氮化硼、碳、碳化硅或氮化硅。在一些此類實(shí)施例中，該方法還可包括經(jīng)由化學(xué)氣相沉積(cvd)過(guò)程將涂層沉積在至少一個(gè)框架的陶瓷纖維上。

技術(shù)方案1.一種處理陶瓷纖維用于制造陶瓷基質(zhì)復(fù)合物(cmc)制品的方法，其包括：

提供至少一個(gè)框架，其包括延伸橫跨其空腔的單向陶瓷纖維的平面陣列；以及

以下中的至少一個(gè)：

經(jīng)由化學(xué)氣相沉積(cvd)過(guò)程將涂層沉積在所述至少一個(gè)框架的所述陶瓷纖維上，以及

以包括陶瓷基質(zhì)前體成分的漿料浸漬所述至少一個(gè)框架的所述陶瓷纖維來(lái)形成至少一個(gè)cmc預(yù)浸料坯。

技術(shù)方案2.根據(jù)技術(shù)方案1所述的方法，其特征在于，所述方法包括經(jīng)由化學(xué)氣相沉積(cvd)過(guò)程將涂層沉積在所述至少一個(gè)框架的所述陶瓷纖維上。

技術(shù)方案3.根據(jù)技術(shù)方案2所述的方法，其特征在于，所述cvd過(guò)程包括將所述至少一個(gè)框架定位在cvd反應(yīng)器內(nèi)，并且其中所述cvd過(guò)程為批量cvd過(guò)程。

技術(shù)方案4.根據(jù)技術(shù)方案2所述的方法，其特征在于，所述涂層包括至少一層，包括氮化硼、硅摻雜的氮化硼、碳、碳化硅或氮化硅。

技術(shù)方案5.根據(jù)技術(shù)方案1所述的方法，其特征在于，所述方法包括以包括陶瓷基質(zhì)前體成分的漿料浸漬所述至少一個(gè)框架的所述陶瓷纖維來(lái)形成至少一個(gè)cmc預(yù)浸料坯。

技術(shù)方案6.根據(jù)技術(shù)方案5所述的方法，其特征在于，浸漬所述至少一個(gè)框架的所述陶瓷纖維包括將基板聯(lián)接于所述至少一個(gè)框架而至少部分地在其所述空腔內(nèi)延伸，使得所述陶瓷纖維和所述陶瓷基質(zhì)前體成分形成至少一個(gè)cmc預(yù)浸料坯帶。

技術(shù)方案7.根據(jù)技術(shù)方案5所述的方法，其特征在于，浸漬所述陶瓷纖維包括從所述至少一個(gè)框架的至少一部分除去所述陶瓷纖維，以及以所述漿料浸漬所述除去的陶瓷纖維。

技術(shù)方案8.根據(jù)技術(shù)方案5所述的方法，其特征在于，所述陶瓷纖維包括涂層，其包括至少一層，包括氮化硼、硅摻雜的氮化硼、碳、碳化硅或氮化硅。

技術(shù)方案9.根據(jù)技術(shù)方案2所述的方法，其特征在于，所述方法包括以包括陶瓷基質(zhì)前體成分的漿料浸漬所述至少一個(gè)框架的所述涂覆的陶瓷纖維來(lái)形成cmc預(yù)浸料坯。

技術(shù)方案10.根據(jù)技術(shù)方案1所述的方法，其特征在于，提供所述至少一個(gè)框架包括將所述陶瓷纖維聯(lián)接于至少一個(gè)框架。

技術(shù)方案11.根據(jù)技術(shù)方案1所述的方法，其特征在于，所述陶瓷纖維中的至少一條包括陶瓷纖維絲束。

技術(shù)方案12.根據(jù)技術(shù)方案1所述的方法，其特征在于，所述陶瓷纖維中的至少一條包括非成束的陶瓷絲。

技術(shù)方案13.根據(jù)技術(shù)方案1所述的方法，其特征在于，多條所述陶瓷纖維包括延伸穿過(guò)所述空腔多次的至少一條連續(xù)陶瓷纖維的部分。

技術(shù)方案14.根據(jù)技術(shù)方案1所述的方法，其特征在于，所述陶瓷纖維中的至少一條包括延伸穿過(guò)所述空腔一次的至少一條分立陶瓷纖維的一部分。

技術(shù)方案15.根據(jù)技術(shù)方案1所述的方法，其特征在于，所述陶瓷纖維大致為sic。

技術(shù)方案16.一種處理陶瓷纖維用于制造陶瓷基質(zhì)復(fù)合物(cmc)制品的方法，其包括：

提供至少一個(gè)框架，其包括延伸橫跨其空腔的單向陶瓷纖維的平面陣列；以及

以包括陶瓷基質(zhì)前體成分的漿料浸漬所述至少一個(gè)框架的所述陶瓷纖維來(lái)形成至少一個(gè)cmc預(yù)浸料坯。

技術(shù)方案17.根據(jù)技術(shù)方案16所述的方法，其特征在于，浸漬所述至少一個(gè)框架的所述陶瓷纖維包括將基板聯(lián)接于所述至少一個(gè)框架而至少部分地在其所述空腔內(nèi)延伸，使得所述陶瓷纖維和所述陶瓷基質(zhì)前體成分形成至少一個(gè)cmc預(yù)浸料坯帶。

技術(shù)方案18.根據(jù)技術(shù)方案16所述的方法，其特征在于，浸漬所述陶瓷纖維包括從所述至少一個(gè)框架的至少一部分除去所述陶瓷纖維，以及以所述漿料浸漬所述除去的陶瓷纖維。

技術(shù)方案19.根據(jù)技術(shù)方案16所述的方法，其特征在于，所述陶瓷纖維包括涂層，其包括至少一層，包括氮化硼、硅摻雜的氮化硼、碳、碳化硅或氮化硅。

技術(shù)方案20.根據(jù)技術(shù)方案19所述的方法，其特征在于，所述方法還包括經(jīng)由化學(xué)氣相沉積(cvd)過(guò)程將所述涂層沉積在所述至少一個(gè)框架的所述陶瓷纖維上。

本公開(kāi)的這些和其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將從連同附圖進(jìn)行的本公開(kāi)的各種方面的以下詳細(xì)描述中變得顯而易見(jiàn)。

附圖說(shuō)明

圖1為陶瓷基質(zhì)復(fù)合物(cmc)制品的一部分的截面視圖；

圖2示出了陶瓷纖維涂覆和陶瓷纖維浸漬過(guò)程；

圖3為根據(jù)本公開(kāi)的用于處理陶瓷纖維的設(shè)備的透視圖；

圖4為圖3的設(shè)備的俯視圖；

圖5為圖3的設(shè)備的截面視圖；

圖6為示出根據(jù)本公開(kāi)的用于處理陶瓷纖維用于制造cmc制品的方法的流程圖；

圖7為在涂覆和浸漬過(guò)程之后的圖3的設(shè)備的俯視圖；以及

圖8為圖7的設(shè)備的截面視圖。

具體實(shí)施方式

當(dāng)介紹本發(fā)明的各種實(shí)施例的元件時(shí)，冠詞“一”、“一個(gè)”、“該”和“所述”意圖表示存在元件中的一個(gè)或更多個(gè)。用語(yǔ)“包括”、“包含”和“具有”意圖是包含的，并且表示可存在除了列出的元件之外的附加元件。參數(shù)的任何實(shí)例并未排除公開(kāi)實(shí)施例的其它參數(shù)。本文中關(guān)于任何特定實(shí)施例描述、示出或另外公開(kāi)的構(gòu)件、方面、特征、構(gòu)造、布置、使用等可類似地應(yīng)用于本文中公開(kāi)的任何其它實(shí)施例。

圖3-8示出了根據(jù)本公開(kāi)的示例性陶瓷纖維處理設(shè)備32。設(shè)備32可便于或提供陶瓷纖維的處理用于制造陶瓷基質(zhì)復(fù)合物(cmc)制品。例如，設(shè)備32可便于經(jīng)由批量過(guò)程涂覆陶瓷纖維，和/或經(jīng)由批量過(guò)程由涂覆的陶瓷纖維形成預(yù)浸料坯帶(例如，滲透物)。作為備選，多個(gè)設(shè)備32可聯(lián)接在一起，或者各個(gè)設(shè)備32可形成較大結(jié)構(gòu)的部分或節(jié)段，該較大結(jié)構(gòu)便于經(jīng)由連續(xù)過(guò)程涂覆陶瓷纖維，和/或經(jīng)由連續(xù)過(guò)程形成包括涂覆的陶瓷纖維的預(yù)浸料坯帶。

如圖3-5中所示，處理設(shè)備32可包括形成空腔50的框架40，以及延伸橫跨空腔50的多條陶瓷纖維30。多條陶瓷纖維30中的各條可延伸橫跨空腔50，并且定位在空腔50內(nèi)(完全或部分地)或在空腔50附近。以該方式，空腔50可使陶瓷纖維30暴露。陶瓷纖維30可為獨(dú)立的陶瓷絲或線、陶瓷纖維絲束的至少一部分，或獨(dú)立絲或絲束的組合。將認(rèn)識(shí)到的是，如本文中使用的"陶瓷纖維絲束"或簡(jiǎn)單地"絲束"是指多條獨(dú)立陶瓷絲或松弛線的束。絲束的絲可隨機(jī)地?fù)胶突虿贾贸蓤D案，并且/或者可為連續(xù)的或非連續(xù)的。例如，絲束可包括斷開(kāi)的絲或絲節(jié)段。作為另一個(gè)實(shí)例，絲束的絲可大致平行，扭轉(zhuǎn)或另外布置。絲束可大致以與單條或獨(dú)立的絲相同的方式作用。還將認(rèn)識(shí)到的是，如本文中使用的"獨(dú)立的陶瓷絲"或簡(jiǎn)單地"獨(dú)立的絲"是指單一或非成束的長(zhǎng)形陶瓷部件。

陶瓷纖維30可均大致沿第一方向延伸橫跨空腔50，如，從框架的第一部分42到第二部分44。以該方式，陶瓷纖維30可為單向的(例如，用于形成單向cmc預(yù)浸料坯帶和/或單向cmc制品，如本領(lǐng)域中已知的)。陶瓷纖維30可在它們延伸橫跨空腔50時(shí)包括相對(duì)較小的方向變化，但陶瓷纖維30可為單向的，使得它們大致沿第一方向延伸并且不彼此交叉。類似地，陶瓷纖維30可包括較小的方向變化，但陶瓷纖維30可為單向的，使得它們總體上大致沿第一方向且/或大致平行于彼此延伸。如果陶瓷纖維30包括至少一條絲束，則至少一條絲束總體上可為單向的(沿第一方向延伸)，并且/或者構(gòu)成絲束的陶瓷絲可為單向的。在一些其它實(shí)施例中，陶瓷纖維30的絲束的陶瓷絲可沿不同于第一方向的方向延伸(即，為非單向的，如，扭轉(zhuǎn)或織造的絲)，但絲束總體上可大致沿第一方向延伸，使得橫跨空腔50的陶瓷纖維30是單向的。

如圖3-5中所示，延伸橫跨框架40的空腔50的單向陶瓷纖維30可形成平面陣列。例如，單向陶瓷纖維30可大致沿橫跨空腔50的平面布置或定位。以該方式，處理設(shè)備32可包括延伸橫跨框架40的空腔50的大致單向陶瓷纖維30的大致平面陣列。陶瓷纖維30的平面布置可包括相對(duì)較小的變化或異常，但陶瓷纖維30可總體上沿平面布置。例如，如下文進(jìn)一步闡釋的，陶瓷纖維30中的至少一條可包括多條獨(dú)立的陶瓷絲，如，絲束(如圖1中所示)。在一些此類實(shí)施例中，盡管獨(dú)立的陶瓷絲可為平面外的(至少相對(duì)于彼此)，但陶瓷纖維30總體上可大致布置在平面上，使得橫跨空腔50的陶瓷纖維30總體上形成大致平面陣列(并且陶瓷纖維30可為單向的)。

如圖3-5中所示，形成平面陣列的單向陶瓷纖維30可總體上與彼此間隔。陶瓷纖維30的間距可特別構(gòu)造成使最大量的纖維30(例如，構(gòu)成絲束的絲)的外表面暴露，以確保在其上形成涂層，如下文進(jìn)一步闡釋的。作為另一個(gè)實(shí)例，陶瓷纖維30的間距可特別考慮陶瓷纖維30的材料構(gòu)造用于由其形成預(yù)浸料坯(如下文進(jìn)一步闡釋的)，和/或最終由陶瓷纖維30形成的cmc的期望性能或應(yīng)用，如下文進(jìn)一步闡釋的。本文中公開(kāi)的框架40可在陶瓷纖維30的相對(duì)低的張力下提供有效且一致的陶瓷纖維30布置，這便于浸漬期間的最大涂層覆蓋和/或纖維布置。然而，注意的是，陶瓷纖維30可包括布置中的一些較小變化(例如，絲斷裂)，這導(dǎo)致纖維30中的一些的不均勻間距和/或鄰接或相交。然而，總體上，陶瓷纖維30可與彼此間隔。在一些實(shí)施例中，單向陶瓷纖維30(不論是絲束還是單條絲)總體上可遍及平面陣列大致均勻間隔，或者間距可變化。如果陶瓷纖維部分30為絲束，則框架30可構(gòu)造成使得構(gòu)成各條絲束的陶瓷絲與彼此間隔。在此類實(shí)施例中，相鄰的絲束的間距(即，相似絲束的相鄰陶瓷絲之間的間距)可間隔與絲束的獨(dú)立絲的間距大約相同的距離。在一些實(shí)施例中，陶瓷纖維30可定位并且與彼此間隔，使得其絲的密度和布置遍及平面陣列的寬度和/或長(zhǎng)度和/或厚度大致一致。

延伸橫跨框架40的空腔50的單向陶瓷纖維30中的至少一條可為陶瓷纖維的一部分，該陶瓷纖維還包括定位在空腔50外的一個(gè)或更多個(gè)部分。作為備選，陶瓷纖維30中的至少一條可不是較長(zhǎng)的陶瓷纖維的一部分，并且此類陶瓷纖維30可潛在地橫跨空腔50被完全容納。延伸橫跨空腔50的單向陶瓷纖維30可由單獨(dú)且不同的陶瓷纖維(絲束或絲)、一條或更多條連續(xù)纖維(絲束或絲)的部分，或單獨(dú)且不同的陶瓷纖維和一條或更多條連續(xù)陶瓷纖維的部分的組合形成。例如，橫跨或穿過(guò)空腔50經(jīng)過(guò)的陶瓷纖維30中的至少一些可為連續(xù)陶瓷纖維的部分。以該方式，延伸橫跨空腔50的陶瓷纖維30可為延伸橫跨空腔50多次的至少一條連續(xù)陶瓷纖維的部分。延伸橫跨空腔50的此類連續(xù)陶瓷纖維的各個(gè)程或部分可為平面陣列34的單向陶瓷纖維30中的一個(gè)。在一些此類實(shí)施例中，延伸橫跨空腔50(并且形成平面陣列34的單向陶瓷纖維30)的連續(xù)陶瓷纖維的程或部分中的兩個(gè)或更多個(gè)可為其毗鄰部分。作為另一個(gè)實(shí)例，橫跨空腔50并且形成平面陣列34的陶瓷纖維30中的至少一條可為獨(dú)特或不同的陶瓷纖維的至少一部分。延伸橫跨空腔50并且形成平面陣列34的單向陶瓷纖維30由此可包括橫跨空腔50延伸或經(jīng)過(guò)一次的至少一條分立的陶瓷纖維。以該方式，橫跨空腔50延伸或經(jīng)過(guò)并且形成平面陣列34的陶瓷纖維30中的兩條可為兩條單獨(dú)且不同的陶瓷纖維的至少部分。

橫跨框架40的空腔50的平面陣列34的單向陶瓷纖維30可為適合于制造cmc預(yù)浸料坯和最終cmc制品的任何陶瓷材料。例如，陶瓷纖維30可主要是碳(c)、碳化硅(sic)、氧化鋁(al2o3)和/或多鋁紅柱石(al2o3-sio2)基纖維。除基本或主要材料(如例如，c、o、n、ti、zr、b)外，陶瓷纖維30可包含其它元素和/或雜質(zhì)。在一些實(shí)施例中，設(shè)備32可對(duì)于涂覆氮化硅纖維(即，純sic纖維或主要sic基的纖維)和/或以此類涂覆的碳化硅纖維形成預(yù)浸料坯而言特別有利。在此類實(shí)施例中，設(shè)備32可包括延伸橫跨框架40的空腔50的單向碳化硅陶瓷纖維30的平面陣列34。

框架40可具有形成空間或空腔50并且支承橫跨空腔50的單向陶瓷纖維30的平面陣列34的任何設(shè)計(jì)、構(gòu)造或機(jī)構(gòu)。空腔50可具有用于任何對(duì)應(yīng)的尺寸或形狀的平面陣列34的任何尺寸或形狀?？涨?0可為其中提供平面陣列34的無(wú)阻區(qū)域。在一些實(shí)施例中，框架40可構(gòu)造成使得關(guān)于空腔(和由此還關(guān)于定位在其中的單向陶瓷纖維30的平面陣列34)的區(qū)域?yàn)槌ㄩ_(kāi)或無(wú)阻的。例如，框架40可構(gòu)造成使得單向陶瓷纖維30的平面陣列34上方和/或下方的區(qū)域?yàn)闊o(wú)阻的，以允許陶瓷纖維30的不受阻礙涂覆。如圖5中的截面視圖中所示，單向纖維30的平面陣列34可定位在空腔50和/或框架40的厚度的中間部分中。在多個(gè)框架40沿厚度方向堆疊在彼此上時(shí)，平面陣列34在那里與彼此間隔，并且空腔50保持大致無(wú)阻。

框架40可經(jīng)由任何機(jī)構(gòu)支承或聯(lián)接于橫跨空腔50的單向陶瓷纖維30的平面陣列34。在一些實(shí)施例中，框架40可構(gòu)造成聯(lián)接于陶瓷纖維30的端部或端部部分，并且提供足夠保持平面陣列34和陶瓷纖維30的單向方向的張力。在一些實(shí)施例中，框架40可包括張緊機(jī)構(gòu)，其構(gòu)造成調(diào)整陶瓷纖維30的張力。以該方式，在陶瓷纖維30聯(lián)接于框架40之后，張緊機(jī)構(gòu)可有效將張力施加于陶瓷纖維30來(lái)形成(和保持)陶瓷纖維30的單向平面陣列34構(gòu)造。形成和/或保持平面陣列34和陶瓷纖維30的單向方向所需的張力可取決于例如特定纖維成分變化。

如上文提到的，框架40可具有用以形成空腔50的任何構(gòu)造，并且可以以用以形成空腔50中的單向平面陣列34的任何方式與陶瓷纖維30聯(lián)接。圖3-5中示出了框架40的構(gòu)造的一個(gè)實(shí)例。如圖3和5中所示，框架30可包括上框架部分52和下框架部分54。上框架部分52和下框架部分54中的各個(gè)可包括第一纖維支承部件42和第二纖維支承部件44。如圖3-5中所示，框架40的空腔50可在第一纖維支承部件42與第二纖維支承部件44之間延伸。也如圖3-5中所示，框架40可包括在第一纖維支承部件42與第二纖維支承部件44之間延伸的第一間隔部件46和/或第二間隔部件48。框架40的空腔50還可在第一間隔部件46與第二間隔部件48之間延伸。第一纖維支承部件42和第二纖維支承部件44以及第一間隔部件46和第二間隔部件48可定向成關(guān)于彼此成直角，使得框架40(和潛在地，空腔50)為矩形或正方形形狀。第一纖維支承部件42和第二纖維支承部件44可作用成剛性地附連和間隔第二纖維支承部件42,44。

陶瓷纖維30的端部部分可聯(lián)接于第一纖維支承部件42和第二纖維支承部件44，使得單向平面陣列34在其間延伸橫跨和/或穿過(guò)空腔50。例如，如圖3和5中所示，陶瓷纖維30的端部部分可分別夾持或另外裝固在框架50的上部分52的第一纖維支承部件42和第二纖維支承部件44與下部分54的第一纖維支承部件42和第二纖維支承部件44之間。以該方式，陶瓷纖維30的端部部分可分別定位在上部分52的第一纖維支承部件42和第二纖維支承部件44與下部分54的第一纖維支承部件42和第二纖維支承部件44之間，并且上部分52和下部分54可附連于彼此來(lái)將陶瓷纖維30裝固于框架40?？蚣?0的上部分52和下部分54可選擇性地聯(lián)接或附連于彼此，使得在處理單向纖維30的平面陣列34(如下文進(jìn)一步闡釋的)之后，上部分52和下部分54可選擇性地分開(kāi)，以從第一纖維支承部件42和第二纖維支承部件44之間釋放陶瓷纖維30的端部部分。

在一些實(shí)施例中，圖3-5中所示的框架40實(shí)例可由纏繞或卷繞技術(shù)形成。例如，一條或更多條陶瓷纖維可在一對(duì)重疊或堆疊的下部分54(或上部分52)的第一纖維支承部件42和第二纖維支承部件44之上纏繞或卷繞多次，以形成單向纖維30的兩個(gè)平面陣列34。以該方式，一個(gè)平面陣列34可形成在成對(duì)的堆疊下部分54中的"頂部"下部分54的頂面附近，而另一個(gè)陣列34可形成在成對(duì)的堆疊下部分54中的"底部"下部分54的底面附近。對(duì)應(yīng)的上部分52(或下部分54)可聯(lián)接于堆疊的下部分54中的各個(gè)，以?shī)A持或保持上部分52與下部分54之間的一條或更多條陶瓷纖維。由此可形成均包括單向纖維30的平面陣列34的兩個(gè)堆疊的框架40。一旦包括夾持在其上部分52與下部分54之間的陶瓷纖維的堆疊框架40形成，則在框架40之間延伸的陶瓷纖維的任何部分可切割或修剪成使框架40分離。此類卷繞技術(shù)由此可形成一對(duì)框架40。

如上文所論述，圖3-5中所示的示范性框架50僅為一個(gè)潛在的框架構(gòu)造。例如，框架40可包括可手動(dòng)接合的夾具或類似的緊固機(jī)構(gòu)，其構(gòu)造成將陶瓷纖維30的端部部分選擇性地聯(lián)接于框架40(和將其拆卸)，而非將陶瓷纖維30的端部部分捕獲在上部分52與下部分54之間。作為另一個(gè)實(shí)例，陶瓷纖維30的端部部分可粘附或膠合于框架40。在另一個(gè)實(shí)例中，框架40可包括一個(gè)或更多個(gè)鉤、銷、通道、孔口或任何其它類似的支柱結(jié)構(gòu)，其構(gòu)造成允許陶瓷纖維中的一條或更多條繞著其延伸或延伸穿過(guò)其至交叉點(diǎn)(crisscross)，或以蛇線方式延伸橫跨空腔50，并且形成單向陶瓷纖維30的平面陣列34。在此類實(shí)施例中，陶瓷纖維可沿第一方向延伸橫跨空腔50第一程至框架40的第一部分(以形成第一陶瓷纖維部分30)，繞著或穿過(guò)框架40的第一端部處的支柱機(jī)構(gòu)延伸，并且沿第二方向向后延伸橫跨空腔50第二程至框架40的第二部分(以形成第二陶瓷纖維部分30)，該第二程與第一程間隔，該第二方向與第一方向相反?？蚣?0的第二部分也可包括支柱機(jī)構(gòu)，以類似地允許陶瓷纖維30改變方向，并且沿第一方向向后延伸橫跨空腔50(以形成第三陶瓷纖維部分30)?？蚣?0的一個(gè)或更多個(gè)(多個(gè))支柱機(jī)構(gòu)可構(gòu)造成使橫跨空腔50的陶瓷纖維的相鄰程間隔，并且將橫跨空腔50的陶瓷纖維的程布置成單向纖維30的平面陣列34。然而，如上文提到的，框架40可具有任何構(gòu)造或設(shè)計(jì)，其形成空腔50并且提供橫跨空腔50的單向纖維30的平面陣列34。

如圖6的流程圖中所示，圖3-5的設(shè)備32可便于或提供處理聯(lián)接于框架40的陶瓷纖維30用于制造cmc制品的方法110。例如，設(shè)備32可便于在過(guò)程110中涂覆陶瓷纖維30。如圖6中所示，陶瓷纖維處理方法100可包括提供102多個(gè)框架40，其均包括延伸橫跨其空腔50的單向陶瓷纖維30的平面陣列34。在一些實(shí)施例中，提供102多個(gè)框架40可包括將陶瓷纖維30聯(lián)接于多個(gè)框架40，使得平面陣列34形成在其空腔50中。在一些其它實(shí)施例中，提供102多個(gè)框架40可包括獲得包含框架40的多個(gè)預(yù)制設(shè)備32，其中平面陣列34形成在其空腔50中。

如圖6中所示，陶瓷纖維處理方法100還可包括經(jīng)由化學(xué)氣相沉積(cvd)過(guò)程將至少一個(gè)涂層沉積104在多個(gè)框架40中的各個(gè)的平面陣列34的陶瓷纖維30上。例如，一個(gè)或更多個(gè)框架40可定位在cvd反應(yīng)器內(nèi)，并且在其中處理成將涂層沉積在平面陣列34的陶瓷纖維30上。cvd反應(yīng)器可為有效將涂層沉積在陶瓷纖維30上的任何cvd反應(yīng)器。在一些實(shí)施例中，多個(gè)框架40可定位有cvd反應(yīng)器并且處理成將涂層沉積在陶瓷纖維30上。沉積104可執(zhí)行為批量過(guò)程，如，通過(guò)將至少一個(gè)框架40定位在cvd反應(yīng)器中，執(zhí)行沉積，并且接著從cvd反應(yīng)器除去至少一個(gè)框架40。作為另一個(gè)實(shí)例，沉積104可執(zhí)行為連續(xù)過(guò)程，如通過(guò)使至少一個(gè)框架40連續(xù)地穿過(guò)cvd反應(yīng)器。在此類連續(xù)過(guò)程中，多個(gè)框架40可聯(lián)接于彼此，或者可為例如較大結(jié)構(gòu)的部分，該較大結(jié)構(gòu)連續(xù)地穿過(guò)反應(yīng)器。

圖7和8示出了在涂層36經(jīng)由cvd過(guò)程104沉積在陶瓷纖維30上之后的陶瓷纖維30。如圖8中所示，涂層36可完全覆蓋或上覆平面陣列34的陶瓷纖維30的外表面。在一些實(shí)施例中，涂層36可為沉積在陶瓷纖維30上的單層材料。在其它實(shí)施例中，涂層36可包括沉積在陶瓷纖維30上的相同或不同材料的多層。

經(jīng)由cvd過(guò)程104沉積在定位成橫跨空腔50的平面陣列34的陶瓷纖維30上的涂層36可為用于處理陶瓷纖維用于制造cmc預(yù)浸料坯和/或制品的任何涂層材料。例如，涂層36可為對(duì)陶瓷纖維30的表面修改，其影響由陶瓷纖維30制成的所得的cmc制品的纖維基質(zhì)界面。這可由適合的陶瓷材料的涂層36實(shí)現(xiàn)，涂層36阻止陶瓷纖維30與cmc制品的基質(zhì)反應(yīng)或粘結(jié)。陶瓷涂層36可允許陶瓷纖維30從基質(zhì)拉出和/或沿基質(zhì)滑動(dòng)，因此增大了cmc制品的斷裂韌性。然而，可使用提供附加和/或不同的(多個(gè))功能和/或其它涂層類型(例如，非陶瓷)的涂層36。在一些實(shí)施例中，cvd涂覆過(guò)程104可將涂層36沉積在定位成橫跨空腔50的平面陣列34的陶瓷纖維30上，包括至少一層，包括氮化硼、硅摻雜的氮化硼、碳、氮化硅、碳化硅或它們的組合。在一些此類實(shí)施例中，陶瓷纖維30可為sic纖維。

如圖6中所繪，陶瓷纖維處理方法100還可包括以包括陶瓷基質(zhì)前體成分的漿料38浸漬106一個(gè)或更多個(gè)框架40的平面陣列34的涂覆的36條單向陶瓷纖維30來(lái)形成一個(gè)或更多個(gè)cmc預(yù)浸料坯60。漿料38可引入至框架40，使得漿料38繞著平面陣列34的涂覆的36條陶瓷纖維30中的各條延伸。平面陣列34的涂覆的36條陶瓷纖維30由此可包封或完全容納在漿料38內(nèi)。以該方式，漿料38和框架40(即，cvd涂覆之后的設(shè)備32)的涂覆的36條單向陶瓷纖維30的平面陣列34可形成cmc預(yù)浸料坯帶60。在備選實(shí)施例中，陶瓷纖維處理方法100可包括從空腔50和/或框架40的至少一部分除去涂覆的36條單向陶瓷纖維30的平面陣列34，并且以漿料38浸漬106至少部分地除去的涂覆的36條陶瓷纖維30。以該方式，預(yù)浸料坯帶60可形成在框架的空腔50外和/或在其與框架40分離之后形成。

設(shè)備32可便于以批量過(guò)程形成預(yù)浸料坯帶60(具有涂覆的陶瓷纖維30)，如，通過(guò)以漿料38浸漬106涂覆的36條單向陶瓷纖維30的多個(gè)平面陣列34作為一批，或者平面陣列34可一次浸漬106一個(gè)。作為另一個(gè)實(shí)例，浸漬106可執(zhí)行為連續(xù)過(guò)程，如，通過(guò)使多個(gè)框架40連續(xù)地穿過(guò)漿料38浴或另外連續(xù)地浸漬106一系列或多個(gè)框架40。在此類連續(xù)過(guò)程中，多個(gè)框架40可聯(lián)接于彼此，或者可為例如較大結(jié)構(gòu)的部分，該較大結(jié)構(gòu)經(jīng)由漿料38浸漬機(jī)構(gòu)或(多個(gè))過(guò)程連續(xù)地浸漬106。

一旦涂覆的36條單向陶瓷纖維30的平面陣列34以漿料38浸漬，則所得的預(yù)浸料坯60可允許干燥/設(shè)置和/或另外處理成更容易處置的形式。此后，預(yù)浸料坯60可從框架50除去(如果預(yù)浸料坯60形成在框架50中)。例如，預(yù)浸料坯60可經(jīng)由之前用于將預(yù)涂覆和/或預(yù)浸漬的陶瓷纖維30聯(lián)接于框架50的相同機(jī)構(gòu)與框架50解除聯(lián)接。在一些實(shí)施例中，預(yù)浸料坯60可包括從包括涂覆和浸漬的陶瓷纖維30的部分延伸的未涂覆和/或未浸漬的陶瓷纖維30的部分。在此類實(shí)施例中，未涂覆和/或未浸漬的陶瓷纖維30可修剪或另外從預(yù)浸料坯60的涂覆和浸漬的陶瓷纖維30部分除去。

漿料38可包括有效形成cmc預(yù)浸料坯60和最終的cmc制品的任何陶瓷基質(zhì)前體成分。例如，cmc預(yù)浸料坯60可用于通過(guò)熔滲(mi)過(guò)程、化學(xué)氣相滲透(cvi)過(guò)程或任何其它(多個(gè))過(guò)程來(lái)制造cmc制品。漿料38可為特別適合于sic陶瓷纖維30的成分。在一些實(shí)施例中，漿料38可包括基于氧化物的陶瓷基質(zhì)前體成分。在一些實(shí)施例中，漿料38可包括sic,tic,tib,tib2,zrc,hfc,tac,nbc,zrsic,tisic,c,y2o3,zro2,si3n4,a12o3,zro2,sio2,tio2中的至少一種和它們的組合。例如，陶瓷纖維30可為sic纖維，并且漿料可為sic陶瓷基質(zhì)前體成分來(lái)由預(yù)浸料坯60形成sic-siccmc制品。

圖7和8還示出了在以漿料38浸漬106之后的涂覆的陶瓷纖維30。如圖8的截面視圖中所示，固體基板56可聯(lián)接于框架40，使得空腔50的一側(cè)被大致密封。在一些實(shí)施例中，基板56的至少內(nèi)表面鄰近陶瓷纖維30，并且此類內(nèi)表面可為大致平面的?；?6的至少內(nèi)表面可由此大致平行于陶瓷纖維30的平面陣列34延伸?？蚣?0可構(gòu)造成使得在厚度方向上的基板56上方的空腔50的區(qū)域也被大致密封。厚度方向可大致正交于平面陣列34延伸。框架40和基板56由此可包圍空腔50的一部分，以形成能夠?qū){料38保持在其中的井或容置部。漿料38由此可引入到空腔50中，并且由框架40和基板56容納在其中。作為另一個(gè)實(shí)例，基板56可與框架40對(duì)準(zhǔn)或定位在框架40上方并且鄰近平面陣列34，使得基板提供平面陣列34利用漿料38的流延成型(tapecasting)，以形成預(yù)浸料坯。基板56可另外構(gòu)造成提供平面陣列34利用漿料38的流延成型，以形成預(yù)浸料坯帶。

在一個(gè)實(shí)例中，如圖8中所示，平面陣列34可在基板56上方但在厚度方向上在框架40的頂面下方間隔。由框架40和基板56形成的井由此可包含平面陣列34。足夠的漿料38可引入到空腔50中，使得漿料38在陶瓷纖維30下方，在陶瓷纖維30之間和在陶瓷纖維30上方延伸。然而，如上文闡釋的，井可或可不由基板56形成。由設(shè)備30形成的預(yù)浸料坯帶60的厚度可部分地由基板56與陶瓷纖維30之間的空間和在陶瓷纖維30的頂部之上延伸的漿料38的量來(lái)控制。在一些實(shí)施例中，例如，如圖8中所示，設(shè)備30可構(gòu)造成使得陶瓷纖維30的平面陣列34在基板56上方和在框架40的頂面下方沿厚度方向均勻間隔。在此類實(shí)施例中，漿料38可引入到空腔50中并且大致填充空腔50。框架40的頂面可用作刀割或篩選基準(zhǔn)來(lái)以等量的基質(zhì)前體使預(yù)浸料坯60形成在陶瓷纖維30的平面陣列34上方和下方。在其它實(shí)施例中，陶瓷纖維30的平面陣列34可不在框架40的頂面下方間隔，并且/或者框架40的頂面可不用做刀割或篩選基準(zhǔn)。

盡管一個(gè)示范性框架30實(shí)施例在圖7和圖8中示出用于以陶瓷基質(zhì)前體漿料38浸漬106框架40的涂覆的36條單向陶瓷纖維30的平面陣列34，但可使用任何布置或構(gòu)造，其有效以漿料38浸漬106平面陣列34。例如，如上文所論述，框架40的至少一部分可在浸漬106之前從涂覆的36條單向陶瓷纖維30的平面陣列34除去。作為另一個(gè)實(shí)例，第二背板可用于密封空腔50的敞開(kāi)側(cè)，并且背板中的至少一個(gè)可包括用于將漿料38引入到密封的空腔50中的端口。

實(shí)例

執(zhí)行了本文中公開(kāi)的處理陶瓷纖維的設(shè)備和方法的實(shí)例。如下文所論述，一對(duì)石墨框架部分構(gòu)造有單向sic纖維的大致平面的陣列。大致單向sic纖維的平面陣列利用cvd過(guò)程涂覆，并且涂覆的sic纖維以含sic的漿料浸漬來(lái)產(chǎn)生預(yù)浸料坯帶。

在外部大小中，框架部分為大約10英寸長(zhǎng)，大約1.25英寸寬，以及大約0.0625英寸厚?？蚣懿糠中纬纱蠹s8英寸長(zhǎng)，1英寸寬度和0.0625英寸厚的空腔。兩個(gè)框架利用銷以堆疊關(guān)系緊固到一起，即，上框架部分和下框架部分堆疊成形成單個(gè)框架構(gòu)造。近似15m的sic纖維絲束的單個(gè)長(zhǎng)度圍繞框架構(gòu)造卷繞，使得絲束形成沿空腔縱向地定向的兩個(gè)大致單向的平面陣列。sic絲束為近似13微米直徑的近似500條絲的束。絲束的兩個(gè)自由端部使用碳膠在框架部分的間隔部件上緊固于框架構(gòu)造。

具有兩個(gè)大致單向的平面陣列的框架構(gòu)造設(shè)置在高溫低壓cvd反應(yīng)器中作為批量過(guò)程，并且三個(gè)涂層按順序沉積在鄰近且橫跨空腔的絲束的纖維上：氮化硼、硅摻雜的氮化硼和氮化硅。框架構(gòu)造隨后設(shè)置在高溫常壓cvd反應(yīng)器中，并且熱解碳涂層沉積在纖維上。

框架構(gòu)造的兩個(gè)框架部分在纖維的涂覆之后分離。在框架部分的支承部件之上經(jīng)過(guò)的兩個(gè)纖維陣列的區(qū)域緊固于支承部件，并且纖維在纖維圍繞框架部分的長(zhǎng)度端部卷繞的點(diǎn)處在框架部分的上側(cè)和下側(cè)處切割。各個(gè)分離的獨(dú)立框架部分設(shè)置在金屬塊上，該金屬塊用作基板，并且限定關(guān)于涂覆的纖維陣列的空間用于滲透。聚脂薄膜片設(shè)置在金屬塊與涂覆的纖維陣列之間。包含sic的漿料使用具有用以分送漿料的開(kāi)口的儲(chǔ)存器設(shè)置到框架部分中。漿料從框架部分的一個(gè)長(zhǎng)度端部引入至另一個(gè)長(zhǎng)度端部。漿料浸漬聯(lián)接于框架部分的涂覆的纖維陣列。允許漿料干燥并且由此形成預(yù)浸料坯帶。帶最終從框架部分除去。

將理解的是，以上描述旨在為示范性而非限制性的。許多變化和修改可由本領(lǐng)域技術(shù)人員在本文中作出，而不脫離如由以下權(quán)利要求及其等同物限定的本發(fā)明的總體精神和范圍。例如，上述實(shí)施例(和/或其方面)可與彼此組合使用。此外，可作出許多改型來(lái)使特定情形或材料適于各種實(shí)施例的教導(dǎo)，而不脫離它們的范圍。盡管本文中所述的材料的大小和類型旨在限定各種實(shí)施例的參數(shù)，但它們決不是限制性的，并且僅為示例性的。本領(lǐng)域技術(shù)人員在審閱以上描述時(shí)許多其它實(shí)施例將顯而易見(jiàn)。因此，各種實(shí)施例的范圍應(yīng)當(dāng)參照所附權(quán)利要求連同此類權(quán)利要求所賦予的等同方案的完整范圍確定。在所附權(quán)利要求中，用語(yǔ)"包括(including)"和"其中(inwhich)"用作相應(yīng)用語(yǔ)"包括(comprising)"和"其中(wherein)"的通俗英文等同物。此外，在以下權(quán)利要求中，用語(yǔ)"第一"、"第二"和"第三"等僅用作標(biāo)記，并且不旨在對(duì)它們的對(duì)象施加數(shù)字要求。另外，用語(yǔ)"可操作地連接"在本文中用于表示由直接或間接聯(lián)接的單獨(dú)的不同構(gòu)件和集成地形成的構(gòu)件(即，整體的)引起的兩種連接。此外，以下權(quán)利要求的限制并未以器件加功能的格式撰寫(xiě)，并且不旨在基于35u.s.c.§112的第六段解釋，除非并且直到此類權(quán)利要求限制明確地使用短語(yǔ)"用于…的器件"后接沒(méi)有又一個(gè)結(jié)構(gòu)的功能的聲明。將理解的是，上文所述的所有此類目的或優(yōu)點(diǎn)不一定可根據(jù)任何特定實(shí)施例實(shí)現(xiàn)。因此，例如，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，本文中所述的系統(tǒng)和技術(shù)可以以一種方式實(shí)施或執(zhí)行，使得實(shí)現(xiàn)或優(yōu)化如本文中教導(dǎo)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)或優(yōu)點(diǎn)的組，而不必要地實(shí)現(xiàn)如可在本文中教導(dǎo)或建議的其它目的或優(yōu)點(diǎn)。

雖然已經(jīng)結(jié)合僅有限數(shù)量的實(shí)施例來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)容易理解，本發(fā)明不限于此類公開(kāi)的實(shí)施例。相反，可修改本發(fā)明，以并入迄今未描述但與本發(fā)明的精神和范圍相稱的任何數(shù)量的變型、更改、替換或等同布置。另外，雖然已經(jīng)描述了本發(fā)明的多種實(shí)施例，但將理解，本公開(kāi)的方面可包括所描述的實(shí)施例中的僅一些。因此，本發(fā)明不視為由前述描述限制，而是僅由所附權(quán)利要求的范圍限制。

該書(shū)面的描述使用實(shí)例以公開(kāi)本發(fā)明(包括最佳模式)，并且還使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明(包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)并且執(zhí)行任何并入的方法)。本發(fā)明的可專利范圍由權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它實(shí)例。如果這些其它實(shí)例具有不與權(quán)利要求的字面語(yǔ)言不同的結(jié)構(gòu)元件，或者如果這些其它實(shí)例包括與權(quán)利要求的字面語(yǔ)言無(wú)顯著差別的等同結(jié)構(gòu)元件，則這些其它實(shí)例意圖在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。