用第二材料滲透多孔材料的方法及相關(guān)裝置制造方法
【專利摘要】一種用于當(dāng)?shù)诙牧咸幱谝簯B(tài)時(shí)用第二材料（2）處理由第一多孔材料（8）制成的部件（1）的方法，所述第二材料（2）在預(yù)定溫度范圍（DTi）和預(yù)定滲透壓力范圍（Dpi）內(nèi)適于滲透，包括以下步驟：-提供坩堝（4），其適于容納部件（1）和第二材料（2）并能夠耐受用于第二材料（2）在部件（1）中進(jìn)行滲透的溫度和壓力；提供用于坩堝（4）的蓋（5），其適于封閉坩堝以在坩堝內(nèi)部產(chǎn)生室（6）；當(dāng)該第二材料還未處于液態(tài)時(shí)將部件（1）和第二材料（2）置于所述坩堝室（6）中；-隨后用蓋（5）封閉坩堝（4）；-在不適于第二材料在第一多孔材料中滲透的壓力（pa或pal）下，升高容納在坩堝內(nèi)的部件（1）和第二材料（2）的溫度直至適于液化所述第二材料（2）的預(yù)定溫度（T2），以使其適于在由第一多孔材料制成的所述部件（1）中滲透；-隨后，將壓力降低至預(yù)定壓力值（p2），其低于前述壓力（pa或pal）并且容許第二材料（2）在由第一多孔材料（8）制成的所述部件（1）中的滲透。
【專利說明】用第二材料滲透多孔材料的方法及相關(guān)裝置
[0001]本發(fā)明涉及采用第二材料滲透處理由第一多孔材料制成的部件(片、塊、碎片，piece)的方法，以及實(shí)施這種方法的裝置。
[0002]眾所周知，用于材料的滲透(滲入)或第二材料在第一多孔材料中滲透(滲入)的方法發(fā)生于預(yù)定壓力和溫度的條件下。[0003]例如，在碳基質(zhì)和第二硅基材料要進(jìn)行滲透(滲入)的情況下，有可能在溫度和壓力平面內(nèi)畫出一條曲線限定兩個(gè)區(qū)域，在此區(qū)域中對(duì)于每一溫度和壓力條件，在第一區(qū)域中并沒有發(fā)生硅在碳基質(zhì)中滲透(滲入)，或在第二區(qū)域中出現(xiàn)硅在碳基質(zhì)中滲透(滲入)。從圖3中可觀察到，其中橫坐標(biāo)表示溫度而縱坐標(biāo)表示壓力的情況下，或待滲透的部件放置的環(huán)境中獲得的真空下，在碳基質(zhì)和會(huì)在這種基質(zhì)中發(fā)生滲透的硅的情況下，界定硅在碳基質(zhì)和碳纖維中發(fā)生滲透的下覆區(qū)域(underlying area)向未發(fā)生滲透的上覆區(qū)域(overlying area)過渡的條件的曲線,在具有對(duì)數(shù)標(biāo)度軸的圖形中，具有朝向溫度水平軸凹陷的不太線性的延伸。在使用另一種類型的基質(zhì)和第二材料的情況下，該曲線將具有不同的形狀，但基本上以類似的方式分割此平面，即在不發(fā)生滲透的溫度和壓力的區(qū)域和發(fā)生滲透的溫度和壓力的區(qū)域內(nèi)。
[0004]其實(shí)，眾所周知，滲透是受毛細(xì)力調(diào)節(jié)的現(xiàn)象。滲透由多種因素決定。首先，這種現(xiàn)象受第一多孔材料中提供的預(yù)成型件的特性，即，組成、結(jié)構(gòu)、及其孔隙度等調(diào)節(jié)。
[0005]此外，甚至第二材料，例如硅的粘度，都是強(qiáng)烈調(diào)節(jié)和強(qiáng)烈依賴于這種第二材料與多孔基質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)，以及其它參數(shù)，如例如溫度和壓力的因素。
[0006]此外，毛細(xì)作用強(qiáng)烈受到第二材料在第一多孔材料上的，例如硅在多孔碳預(yù)成型件上的潤(rùn)濕角影響，這除了依賴于預(yù)成型件和硅之外，還強(qiáng)烈地依賴于這兩種材料浸沒的氣氛的組成。例如，要是在氣態(tài)物種的稀薄氣氛并源于硅蒸發(fā)和碳升華而以其所有可能組合的強(qiáng)真空條件下，會(huì)存在強(qiáng)烈不同于其中也存在由所述氣氛中存在的氣體來源的物種的條件下的毛細(xì)作用。
[0007]典型地，滲透過程發(fā)生于預(yù)定壓力下，一旦升高溫度將會(huì)在多孔基質(zhì)中開始第二材料的滲透，如在圖4中所示。
[0008]例如，文獻(xiàn)US7, 763，224描述的方法中多孔碳組分用硅液體滲透。該組分通過一系列逐漸升溫降低壓力的平臺(tái)，目的在于進(jìn)入圖4的圖形區(qū)域內(nèi)，在此區(qū)域內(nèi)要承受適用于硅在多孔基質(zhì)中滲透的壓力和溫度條件，根據(jù)其中用參考數(shù)字100指示的箭頭。該組分，在自由環(huán)境中從一個(gè)平臺(tái)傳送至另一個(gè)平臺(tái)，根據(jù)溫度升高，直到它到達(dá)硅已經(jīng)處于液態(tài)的平臺(tái)，就在所述存在要滲透組分的爐室中注入，確保硅液體通過毛細(xì)作用滲透多孔碳基質(zhì)。
[0009]類似的解決方案陳述于文獻(xiàn)US2009/0149308中，其中組分通過其中壓力降低溫度升高的不同室而注入液體硅使之發(fā)生滲透。
[0010]雖然從各種不同的觀點(diǎn)會(huì)令人滿意，但是現(xiàn)有技術(shù)的這些文獻(xiàn)中提出的方法在排布設(shè)計(jì)液體硅注入爐中方面暴露出相當(dāng)大的復(fù)雜性，導(dǎo)致需要極為復(fù)雜和昂貴的裝置。此外，通過不同平臺(tái)的部件導(dǎo)致強(qiáng)制需求適用于產(chǎn)生低壓環(huán)境和逐漸升溫而構(gòu)造非常復(fù)雜和昂貴的裝置。另外，由例如文獻(xiàn)US2009/0149308的附圖可見，這些裝置的環(huán)境所有基本都在低壓下運(yùn)行而使得在室之內(nèi)而非室之外提供分區(qū)就有關(guān)問題而言是不必要的。
[0011]此外，正如所知，在這些類型的裝置中需要幾個(gè)小時(shí)才容許從不適于滲透的溫度和壓力條件的區(qū)域過渡到適于滲透的壓力和溫度條件區(qū)域，如圖4中由箭頭100所示，迫使各個(gè)組件和各個(gè)部件保持于高溫度室內(nèi)而同時(shí)處于低壓之下相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，然而，這使得這種方法尤其困難而成本高昂。 [0012]BREMBO CERAMIC BRAKE SYSTEMS 的 W02008/007401 顯示了熔融硅在碳基多孔基質(zhì)中滲透的方法。該方法通過將多孔體與硅并肩插入容器中而隨后溫度升高直至1400-1700°C同時(shí)產(chǎn)生0.3-0.2mbar的真空而發(fā)生。該進(jìn)一步的煅燒發(fā)生于真空存在下指定的8h時(shí)間段內(nèi)，而由此暴露出所有上述缺點(diǎn)。
[0013]FRENI BREMBO SPA的W02010/108744介紹了硅在碳的多孔基質(zhì)中滲透的方法，其中明確指出首先降低壓力至0.01-250mbar而優(yōu)選Imbar的值,然后僅僅隨之升溫至1400-1700°C優(yōu)選1500°C (參見段落[0059]和[0060]中的描述)。因此，這種解決方案也暴露出先前提到的所有缺點(diǎn)。
[0014]因此，本發(fā)明的目的是提供采用第二種材料滲透處理(滲入處理)由第一多孔材料制成的部件(片、塊、碎片，Piece)的方法，該方法能夠容許克服現(xiàn)有技術(shù)缺點(diǎn)。
[0015]具體而言，本發(fā)明的目的是提供能夠容許簡(jiǎn)化第二材料進(jìn)入第一材料的多孔基質(zhì)中的滲透(滲入)過程的方法，由此也簡(jiǎn)化實(shí)施這種方法的裝置。
[0016]根據(jù)普通實(shí)施方式，用第二材料處理由第一多孔材料制成的部件的方法，當(dāng)該第二材料處于液態(tài)時(shí)，其中該第二材料在其處于預(yù)定溫度范圍和預(yù)定滲透壓力范圍時(shí)適于滲透并且有利而非必要地，適于與第一材料反應(yīng)時(shí)，包括以下步驟:
[0017]提供適于容納由第一多孔材料制成的部件和第二材料的坩堝(爐缸，crucible),所述坩堝能夠耐受第二材料在第一多孔材料中滲透的溫度和壓力；
[0018]提供用于坩堝的蓋，該蓋適于封閉坩堝以在坩堝內(nèi)部產(chǎn)生腔室，例如但非必要地，是絕熱性的以便適于充分利用系統(tǒng)可能的絕熱性和由第二材料在第一材料中滲透的可能反應(yīng)產(chǎn)生的可能而非必要的放熱，以及例如但非必要的蓋，該蓋適于放出氣體以便在坩堝內(nèi)室中產(chǎn)生真空；
[0019]當(dāng)該第二材料還未處于液態(tài)時(shí)將部件和第二材料置于所述坩堝室內(nèi)；
[0020]隨后用蓋封閉坩堝；
[0021]在不適于第二材料在第一多孔材料中滲透的壓力下，升高容納在坩堝中的第二材料部件的溫度直至適于液化所述第二材料而使之適于在由第一多孔材料制成的所述部件中滲透的預(yù)定溫度；
[0022]隨后僅僅，例如無需供給能量用于升高溫度，但也容許進(jìn)一步供給能量，將壓力降低至低于前述壓力并且容許第二材料在由第一多孔材料制成的所述部件中滲透的預(yù)定壓力值。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的普通實(shí)施方式，用于當(dāng)?shù)诙牧咸幱谝簯B(tài)時(shí)用該第二材料處理由第一多孔材料制成的部件的裝置包括:
[0024]由第一多孔材料制成的待被滲透的部件；
[0025]第二材料，當(dāng)其處于預(yù)定溫度范圍和預(yù)定滲透壓力范圍時(shí)適于滲透并與所述第一材料反應(yīng)；
[0026]坩堝，具有容納所述部件和所述第二材料的坩堝室；
[0027]坩堝蓋，其封閉坩堝以界定所述內(nèi)室；
[0028]至少一個(gè)真空產(chǎn)生設(shè)備，用于降低至少所述坩堝內(nèi)室壓力直至適于當(dāng)?shù)诙牧咸幱谝簯B(tài)時(shí)在滲透溫度下進(jìn)行滲透的滲透壓力；
[0029]爐子，用于升高溫度直至適于當(dāng)?shù)诙牧咸幱谝簯B(tài)時(shí)在滲透壓力下進(jìn)行滲透的滲透溫度；
[0030]平臺(tái)，在其上將所述部件和所述第二材料引入到所述坩堝室中；
[0031]平臺(tái)，根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式甚至是加熱平臺(tái)，其中引入至所述爐子中的所述坩堝，當(dāng)真空產(chǎn)生設(shè)備并未運(yùn)行而維持時(shí)升高所述坩堝室的溫度，或當(dāng)真空產(chǎn)生設(shè)備運(yùn)行并降低壓力至預(yù)定滲透壓力時(shí)可能而非必要地升高坩堝室的溫度；
[0032]控制設(shè)備，其調(diào)節(jié)爐子的溫度直至滲透溫度而隨后僅僅調(diào)節(jié)壓力以將其降低直至達(dá)到滲透壓力。
[0033]由于提供的方法和裝置適于在不適于第二材料在第一多孔材料中滲透的壓力下控制溫度升高，并且僅僅在達(dá)到適于滲透的溫度之后降低壓力直至獲得適于第二材料在多孔材料中滲透的壓力，就可以獲得第二材料在第一多孔材料中特別迅速滲透的方法，其容許精確控制滲透方法和極低工藝時(shí)間。
[0034]根據(jù)工業(yè)的觀點(diǎn)，尤其是大規(guī)模裝置上溫度變化的管理是一個(gè)緩慢過程，然而真空變化，尤其是適于滲透，例如由硅在多孔碳基質(zhì)中構(gòu)成的滲透的真空，是非常迅速的過程，有時(shí)幾乎是瞬時(shí)的。
[0035]改變壓力容許在幾分鐘之內(nèi)觸發(fā)(引起)滲透過程，避免使用決定先前熔融硅和預(yù)成型件(例如用于將熔融硅注入放置待被滲透部件的室中的裝置)之間接觸的機(jī)械約束。
[0036]與本領(lǐng)域方法的技術(shù)狀態(tài)相反，其中溫度在低壓下升高，迫使液體硅逐漸滲透(滲入)包含在材料中，大多數(shù)情況下，由最小毛細(xì)管開始并確定超過滲透尚未完成區(qū)域的滲透前區(qū)；采用建議的方法和裝置主體，可以獲得在也具有不同尺寸的毛細(xì)管上的滲透，實(shí)際上同時(shí)避免使?jié)B透行進(jìn)前區(qū)處于真空中。
[0037]例如，用硅滲透多孔碳預(yù)成型件，會(huì)發(fā)生碳硅之間的反應(yīng)而形成碳化硅。正如所知，這樣的反應(yīng)是強(qiáng)放熱的。鑒于所提出的方法中該反應(yīng)在非?？焖俚臅r(shí)間段內(nèi)發(fā)生而不適于容許將反應(yīng)產(chǎn)生的熱耗散于坩堝室外，則這種材料就成為爐子中的加熱元件(要素)并決定爐子中，尤其是在材料中強(qiáng)烈的溫度上升，使?jié)B透過程甚至更加迅速，因?yàn)閯×业臏囟壬仙率弓h(huán)境條件下的工藝過程廣泛地進(jìn)入由優(yōu)化壓力和溫度條件定義的滲透場(chǎng)內(nèi)。
[0038]顯然，提供這種工藝方法和裝置獲得的滲透作用尤其迅速，容許工業(yè)化水平更易于應(yīng)用，容許例如連續(xù)操作，例如提供逐步提供應(yīng)至所述裝置的一系列坩堝。提供相對(duì)較小的環(huán)境如坩堝的室以保證最佳條件，容許使這種裝置相對(duì)于其中許多部件應(yīng)該保持在基本上所有都長(zhǎng)時(shí)間置于低的或極低壓力下的系列爐子中的裝置更加簡(jiǎn)單地獲得。
[0039]充分利用硅和碳之間形成碳化硅的反應(yīng)的放熱性，可以在坩堝中放置的材料達(dá)到爐子將不能達(dá)到的溫度，或可替代地，由于爐子的過熱而節(jié)能。
[0040]具體而言，提供在不適于滲透的壓力條件下升高溫度容許適當(dāng)?shù)厍鍧嵅考嗫谆|(zhì)的碳。實(shí)際上，在部件中發(fā)生熱解并且僅僅在第二材料的滲透之后。[0041]有利地，基質(zhì)可以由碳制成并且優(yōu)選基質(zhì)由碳和纖維例如碳纖維的復(fù)合材料制成。
[0042]此外，在硅作為第二材料的情況下，坩堝中高溫下存在的硅形成硅蒸氣，其會(huì)滲透到部件的孔隙中開始與這些孔隙表面的碳反應(yīng)形成碳化硅并且優(yōu)選碳化硅膜，其一方面保留多孔基質(zhì)材料而另一方面有助于壓力降低時(shí)液體硅的滲透。
[0043]所提出的方法和裝置容許更大程度地控制滲透，例如其容許保留碳纖維。與現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)的硅在碳基質(zhì)和碳纖維中滲透的方法強(qiáng)制提供高百分比體積的碳纖維才能獲得用最佳纖維體積百分比滲透的產(chǎn)品相反，由于纖維的碳與所述硅更加廣泛的反應(yīng)形成現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)的方法的碳化硅，在所提出的方法和裝置中滲透速度和在未滲透而在硅存在下的預(yù)先加熱，容許保留碳纖維，而由此例如使用相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的解決方法中使用的纖維體積百分比更低的纖維體積百分比使經(jīng)過滲透的部件具有相同的機(jī)械特性。[0044]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，而正如圖12和圖13中可見，該工藝的第一部分通過升高溫度，例如但非必要地按照等壓方式，然而在甚至對(duì)于該工藝所選的最大溫度下都不適于滲透的壓力下發(fā)生。在該步驟中材料經(jīng)受的溫度和壓力條件，雖然發(fā)生變化，但總是保持于由字母“A”界定的區(qū)域，即不適于滲透的條件內(nèi)。
[0045]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，在工藝的第一步驟中也能夠?qū)嵤┱婵昭h(huán)，根據(jù)圖12的路徑，在隨后的垂直和水平部分下，例如用于初始步驟中的材料清潔和脫氣。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，材料的狀態(tài)能夠通過根據(jù)傾斜向上箭頭改變壓力和溫度而改變，但仍然保留在字母“A”標(biāo)記的非滲透區(qū)域內(nèi)，而使之不容許發(fā)生滲透反應(yīng)。
[0046]有利地，根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，壓力按照基本等溫的方式降低而進(jìn)入具有僅僅隨后適于滲透的壓力和溫度條件的圖12和圖13的區(qū)域“B”中。
[0047]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，在達(dá)到預(yù)定溫度T2而未發(fā)生滲透之后，壓力降低，有利地已經(jīng)達(dá)到預(yù)定溫度，壓力在幾分鐘內(nèi)甚至能夠大幅度降低。
[0048]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，壓力通過將其降低而改變同時(shí)伴隨溫度變化。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，在達(dá)到預(yù)定溫度T2而未發(fā)生滲透之后，壓力降低并且同時(shí)溫度升高或降低而獲得特殊效果像是例如降低放熱反應(yīng)。
[0049]進(jìn)一步的實(shí)施方式和優(yōu)點(diǎn)在根據(jù)本發(fā)明之后的一些實(shí)施方式概述的描述中將會(huì)顯而易見，這些實(shí)施方式在以下描述中僅通過非限制性的例子提供。
[0050]根據(jù)本發(fā)明的裝置的構(gòu)造和功能特征，以及根據(jù)本發(fā)明的方法的特征，由此后參照表示一些優(yōu)選的簡(jiǎn)化和非限制性實(shí)施方式的附圖簡(jiǎn)述的描述將會(huì)更加清晰，其中:
[0051 ] 圖1示意性地表示根據(jù)本發(fā)明的裝置；
[0052]圖2示意性地表示根據(jù)本發(fā)明的裝置的一部分，其中簡(jiǎn)述了向坩堝供熱的步驟，以及反應(yīng)的放熱性；
[0053]圖3表示對(duì)于由碳基質(zhì)與碳纖維或CCM制成的材料的笛卡爾圖表，其具有將由表示溫度的橫坐標(biāo)軸和表示壓力的縱坐標(biāo)軸界定的平面分割成兩個(gè)區(qū)域的曲線，第一區(qū)域中的壓力和溫度條件不容許滲透發(fā)生，而第二區(qū)域中的壓力和溫度條件容許第二材料在第一材料中發(fā)生滲透(滲入);
[0054]圖4表示與圖3類似的曲線，其中用具有標(biāo)號(hào)100的箭頭指示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的滲透過程；[0055]圖5表示與圖3類似的圖表，其中強(qiáng)調(diào)了根據(jù)本發(fā)明的方法和裝置的壓力和溫度狀態(tài)；
[0056]圖6在與圖3類似的圖表中表示在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的方法和根據(jù)本發(fā)明的方法之間的對(duì)比，其中還強(qiáng)調(diào)了第二材料和構(gòu)成部件的第一材料之間可能反應(yīng)的放熱性(箭頭200)的步驟；
[0057]圖7表示在橫坐標(biāo)中指示時(shí)間以及在縱坐標(biāo)中指示溫度和真空度的圖，其中表示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)滲透工藝的曲線；
[0058]圖8a表示在橫坐標(biāo)中指示時(shí)間以及在縱坐標(biāo)中指示溫度和真空度的圖表中，兩曲線表示根據(jù)本發(fā)明的工藝方法，用于優(yōu)選間歇式或靜態(tài)類型的非管線式爐(non-1n-linefurnace)；
[0059]圖8b，在橫坐標(biāo)中指示時(shí)間以及在縱坐標(biāo)中指示溫度和真空度的圖表中，兩條曲線表示根據(jù)本發(fā)明的工藝方法，優(yōu)選用于管線式爐；
[0060]圖9和圖10表示由用第二材料滲透的第一材料制成的部件，其中圖9是正視圖而圖10是根據(jù)圖9的線X-X剖切的軸側(cè)圖；
[0061]圖11表示關(guān)于產(chǎn)生根據(jù)本發(fā)明部件的方法的流程圖；
[0062]圖12和圖13表示對(duì)于多孔基質(zhì)材料的笛卡爾圖表，其指示將由表示溫度的橫坐標(biāo)軸和表示壓力的縱坐標(biāo)軸界定的各自平面分割成兩個(gè)區(qū)域的曲線，用字母“A”標(biāo)記的第一區(qū)域中的壓力和溫度條件不容許第二材料在第一材料的多孔基質(zhì)中發(fā)生滲透，而用字母“B”標(biāo)記的第二區(qū)域中的壓力和溫度條件容許第二材料在第一材料中發(fā)生滲透，這些圖包含許多途徑，用箭頭指示，表示一旦改變其溫度和壓力時(shí)第一材料和第二材料的狀態(tài)變化。
[0063]正如由附圖和根據(jù)普通實(shí)施方式可見的，在當(dāng)?shù)诙牧咸幱谝簯B(tài)時(shí)用該第二材料2處理由第一多孔材料8制成的部件I的方法，其中所述第二材料2適于在其處于預(yù)定溫度范圍DTi和預(yù)定滲透壓力(預(yù)定滲入壓力)Dpi范圍內(nèi)發(fā)生滲透(滲入)，該方法包括以下步驟:
[0064]提供坩堝4，該坩堝4適于容納部件I和第二材料2并能夠耐受第二材料2在部件I中進(jìn)行滲透的溫度和壓力；
[0065]提供用于坩堝4蓋5，該蓋5適于封閉坩堝以在坩堝內(nèi)部產(chǎn)生室6 ；
[0066]當(dāng)該第二材料還未處于液態(tài)時(shí)將部件I和第二材料2置于所述坩堝室6中；
[0067]隨后用蓋5封閉坩堝4。
[0068]有利地，根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，所述方法包含進(jìn)一步的步驟，在不適于第二材料在第一多孔材料中滲透的壓力Pa或pal下，升高容納在坩堝內(nèi)的部件I和第二材料2的溫度直至適于液化所述第二材料2的預(yù)定溫度T2，以使第二材料2適于在第一多孔材料中的所述部件I中滲透。
[0069]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，在前一步驟之后，例如但非必要地，無需供給能量而升高溫度T2，降低壓力至低于前述壓力pa或pal的預(yù)定壓力值p2并且容許第二材料2在由第一多孔材料8制成的所述部件I中滲透。
[0070]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，將部件I和第二材料2置于所述坩堝室6中的所述步驟發(fā)生于環(huán)境壓力Pa之下。
[0071]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，選擇所述第二材料2經(jīng)過以便確定當(dāng)在所述多孔材料中滲透時(shí)與所述第一材料8的反應(yīng)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，例如在用熔融硅滲透的碳化硅多孔基質(zhì)的情況下，所述第二材料不與所述第一材料反應(yīng)。
[0072]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，選擇所述第二材料2經(jīng)過以便當(dāng)它在所述第一材料部件中滲透時(shí)能夠與部件8的第一材料發(fā)生反應(yīng)而至少局部地形成化合物3。
[0073]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，提供進(jìn)一步的步驟:提供用于坩堝4的蓋5，其適于密封坩堝以在坩堝內(nèi)部產(chǎn)生室6，在其中可以調(diào)節(jié)溫度T和壓力P 。
[0074]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，將所述第二材料2以粉末和/或顆粒形式添加到坩堝室6中。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，所述第二材料2是娃。
[0075]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，所述坩堝4的蓋5適于抽取氣體而在所述坩堝室6中產(chǎn)生真空。
[0076]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，當(dāng)該第二材料還未處于液態(tài)時(shí)，將部件I和第二材料2置于所述坩堝室6中的所述步驟發(fā)生于環(huán)境溫度Ta下。
[0077]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，在不適于第二材料在部件中滲透的壓力下升高第二材料的部件溫度的步驟之前，提供預(yù)熱部件和第二材料的步驟。例如，但非必要地，提供預(yù)熱部件和材料至1600°C并且壓力不低于100-300mbar的步驟。
[0078]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，在降低壓力以確定第二材料在第一材料的多孔基質(zhì)中滲透的步驟之前，并且在不適于滲透的壓力下升高溫度的步驟之前，提供降低坩堝內(nèi)部室6的壓力P直至低于環(huán)境壓力Pa的預(yù)定壓力值pi的步驟，目的在于從坩堝4中排出環(huán)境區(qū)域內(nèi)可能存在并可能影響方法的物質(zhì)。例如，但非必要地，該步驟提供在不適于滲透的溫度之下，和/或優(yōu)選在不適于滲透的壓力下。
[0079]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，在不適于滲透的壓力下升高溫度的步驟之前，提供至少將氣體，像是例如氮，優(yōu)選氬引入至坩堝室內(nèi)的步驟。
[0080]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，在不適于滲透的壓力下升高溫度的步驟之后，提供升高至在1550與1950°C且優(yōu)選1600-1650°C之間可變化的溫度，并且隨后降低壓力至IOmbar或Imbar,優(yōu)選0.1mbar (毫巴)的進(jìn)一步的步驟。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，在不適于滲透的壓力下升高溫度且無需供給能量升高溫度T2，但充分利用滲透反應(yīng)的放熱性的步驟之后，將壓力降低至低于前述壓力Pa或pal的預(yù)定壓力值p2以便容許第二材料2在由第一多孔材料8制成的所述部件I中滲透。
[0081]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，在升高溫度的步驟之前提供用蓋封閉坩堝的步驟，其容許充分利用第二材料在第一多孔材料中的滲透反應(yīng)的放熱性，容許不是由坩堝外部導(dǎo)致的坩堝室內(nèi)進(jìn)一步的溫度升高。
[0082]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，在滲透步驟之后提供升高壓力的步驟。
[0083]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，在滲透之后提供在氬氣和/或氮?dú)猸h(huán)境，優(yōu)選在氮中受控冷卻的步驟。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，所述冷卻步驟具有從所述工藝方法中所用的最大溫度移動(dòng)直至1000°C，例如從1800°C至1000°C的冷卻坡度。
[0084]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，在滲透步驟之后使坩堝室6變至環(huán)境壓力pa，或者變至壓力pl，在該壓力Pl下，就本文描述方法的所有溫度值而言都不能發(fā)生第二材料2在部件I中的滲透。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，在滲透之后和冷卻期間首先將壓力升高至150-100mbar而隨后使之變至環(huán)境壓力Pa。[0085]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，在滲透之后將壓力升高直至所述環(huán)境壓力Pa或變至不發(fā)生滲透的壓力pal。[0086]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，在滲透步驟之后提供將溫度降低至預(yù)定溫度T3的步驟，以使得在第一材料中滲透的第二材料發(fā)生固化。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，在滲透步驟之后提供將所述溫度降低至預(yù)定溫度T3的步驟，以使得化合物3中至少部分結(jié)合至第一材料的第二材料發(fā)生固化。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，所述溫度的降低至少部分通過在所述坩堝室6中注入適于將未滲透在所述部件中的所述第二材料與部件分離的惰性氣體7而發(fā)生。
[0087]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，提供設(shè)備400在室或裝置28的多個(gè)室中注入所述惰性氣體7。
[0088]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，在滲透之后將溫度降低直至獲得經(jīng)過滲透的部件的最終冷卻。
[0089]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，在最終冷卻之后將經(jīng)過滲透的部件卸載(unload)以將其從坩堝室中移出。
[0090]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，滲透步驟通過毛細(xì)作用發(fā)生而使置于底部的或包圍置于坩堝內(nèi)的部件周圍的第二材料的液體，上升通過安排在部件和第二材料之間的部件和/或捻芯(wick),例如，由相同或相似于部件材料的多孔材料制成的搶芯。
[0091]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式,所述第一材料由多孔碳基質(zhì)制成，例如由碳基質(zhì)和碳纖維制成。
[0092]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，所述由多孔碳基質(zhì)制成的第一材料通過碳和粘合劑12的熱解而獲得，例如但非必要地由纖維10和樹脂12制成。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，所述樹脂處于液態(tài)。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，所述樹脂是以粉末或顆粒形式。
[0093]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，所述第一材料通過在模具11中采用加熱，例如但非必要通過爐子13，在80-180°C之間可變的溫度下，例如于加壓條件，例如于5-30bar下形成加入到粉末樹脂12中的碳纖維接著在900-1200°C下，例如但非必要通過第二爐子14的熱解步驟而獲得。
[0094]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，所述第二材料是粉末和/或顆粒的硅。
[0095]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，在不適于滲透的壓力下加熱的步驟之前提供預(yù)熱35的步驟，以降低在坩堝室內(nèi)的壓力而不發(fā)生滲透和/或降低適于容許在適于滲透的壓力下的快速壓力梯度的壓力，例如有助于坩堝通過爐子30并且快速隨之產(chǎn)生真空直至達(dá)到10-1-0.1mbar0
[0096]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，在方法的不同步驟之中提供低溫度梯度和/或低壓力梯度，以便迅速有助于坩堝從本方法的一個(gè)狀態(tài)傳送至下一個(gè)狀態(tài)。
[0097]根據(jù)普通實(shí)施方式，用于當(dāng)?shù)诙牧咸幱谝簯B(tài)時(shí)用該第二材料2處理由第一多孔材料8制成的部件I的裝置28，包括:
[0098]要進(jìn)行滲透的所述部件1，由第一多孔材料8制成；
[0099]所述第二材料2，當(dāng)處于預(yù)定溫度范圍DTi和預(yù)定滲透壓力范圍Dti時(shí)適于滲透；
[0100]坩堝4，具有容納所述部件I和所述第二材料2的坩堝室6 ；
[0101]坩堝蓋5，其封閉坩堝以界定所述內(nèi)室6 ;
[0102]至少一個(gè)真空產(chǎn)生設(shè)備29，用于降低壓力直至適于第二材料2處于液態(tài)時(shí)在滲透溫度T2下發(fā)生滲透的滲透壓力p2 ；[0103]爐子30，用于升高溫度直至適于第二材料2處于液態(tài)時(shí)在滲透壓力p2下發(fā)生滲透的滲透溫度T2。
[0104]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，所述裝置進(jìn)一步包括平臺(tái)31，其中，將所述部件I和所述第二材料2引入到所述坩堝室6中；加熱平臺(tái)35，其中，將所述坩堝4引入到所述爐子30中用于當(dāng)真空產(chǎn)生設(shè)備29并未運(yùn)行而將壓力變至滲透壓力時(shí)升高坩堝室6的溫度并且在真空設(shè)備29開始運(yùn)行而降低壓力至預(yù)定滲透壓力p2時(shí)維持坩堝室6的溫度。
[0105]有利地，根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，所述裝置進(jìn)一步包括控制設(shè)備300，其調(diào)節(jié)爐子的溫度直至滲透溫度T2并且僅僅隨后調(diào)節(jié)壓力而將其降低直至其達(dá)到滲透壓力p2。
[0106]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，所述第二材料是當(dāng)滲透于部件中時(shí)能夠與部件的材料反應(yīng)而至少局部地形成化合物3的材料。
[0107]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，所述坩堝具有至少一個(gè)開口 34坩堝室6的連接，用來與真空產(chǎn)生設(shè)備29的流體連接。
[0108]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，所述坩堝內(nèi)室通過蓋封閉，這容許充分利用第二材料和第一材料之間的反應(yīng)的放熱性而容許在部件中和/或在室中不是由外部所導(dǎo)致的進(jìn)一步的溫
度升高。
[0109]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，提供密封平臺(tái)32，其中所述坩堝4通過所述坩堝蓋5封閉。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，提供清潔平臺(tái) 33，其中連接至少一個(gè)真空產(chǎn)生設(shè)備29以將至少在坩堝室內(nèi)的壓力降低至適于由不適合滲透過程的氣體清潔坩堝室的壓力。
[0110]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，所述爐子具有適于在爐室和/或至少在坩堝室內(nèi)產(chǎn)生真空的
>J-U ρ?α裝直。
[0111]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，用于將部件裝載至坩堝中和用于加熱坩堝的所述平臺(tái)一致(coincide)。
[0112]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，提供用于將惰性氣體7注入到所述坩堝室6中的注入平臺(tái)36。
[0113]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，提供適于將未在部件I中滲透的第二材料2與所述部件I和所述坩堝4分離的反應(yīng)性氣體的注入。
[0114]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，提供了在其中坩堝室6的溫度根據(jù)例如預(yù)定溫度降低規(guī)則進(jìn)行降低的冷卻平臺(tái)37。
[0115]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，提供與爐子一致的預(yù)熱平臺(tái)。
[0116]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，界定加熱平臺(tái)和/或爐子的門設(shè)置在爐室外部，以便有助于一旦降低爐室的壓力時(shí)在所述爐子室中的空氣過濾密封。
[0117]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，提供受控冷卻平臺(tái)42。
[0118]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，提供進(jìn)一步的最終冷卻平臺(tái)37。
[0119]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，提供去除經(jīng)過滲透的部件39的進(jìn)一步的平臺(tái)。
[0120]在下文中，術(shù)語“陶瓷復(fù)合結(jié)構(gòu)”應(yīng)當(dāng)用于指示通過以下方法獲得的所有結(jié)構(gòu):
[0121]-碳化任何預(yù)成型件，包括樹脂，例如酚醛樹脂；石墨，例如以粉末形式，碳纖維絲的絲或束，以及
[0122]致密化通過硅滲透(滲入)所獲得的多孔結(jié)構(gòu)，獲得包含碳(C)、硅(Si)和碳化硅(SiC)的結(jié)構(gòu)基質(zhì)或基質(zhì)。
[0123]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式,盤式制動(dòng)盤(disc-brake-disc) 101,包括適于與制動(dòng)卡鉗配合以在車輛上施加制動(dòng)作用的制動(dòng)帶102。
[0124]參考圖9和圖10，上述制動(dòng)帶包括本體103，其圍繞對(duì)稱軸X-X延伸并且其由制動(dòng)表面104橫向界定。
[0125]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，所述本體由基于碳/碳化硅(以下為“C/SiC”)的成形復(fù)合材料制成，并含有基本上由碳構(gòu)成的細(xì)絲。
[0126]有利地，所述本體包含用硅滲透而形成碳化硅的結(jié)構(gòu)或多孔碳基質(zhì)和過量硅，以及剩余的碳。
[0127]優(yōu)選地，所述本體由包含基本上由碳10構(gòu)成的絲束的預(yù)成型件與硅2在足以使所述硅在后者中熔融的溫度下的相互作用獲得。
[0128]術(shù)語“基本上由碳構(gòu)成的絲”用來表示通過，例如聚丙烯腈(PAN)和聚硅氮烷(polysilazane)的合成來源,或者例如浙青、基于纖維素的天然源如植物纖維和木頭的天然來源的各種產(chǎn)品的熱解而獲得的纖維材料。
[0129]術(shù)語“絲束”意指包含從3000-50000單位變化的并具有2_310 μ m,優(yōu)選7 μ m直徑的相互締合(associated)的絲組,并且優(yōu)選用樹脂，例如聚氨酯浸潰。
[0130]有利地，所述束斷裂，而使之具有的長(zhǎng)度短于30mm，優(yōu)選由IOmm至8mm變化，并隨機(jī)排布成混合物以便無規(guī)排列于預(yù)成型體中。
[0131]這些無規(guī)排列的纖絲束基于束的組成單位數(shù)(number of component units)進(jìn)行定義，例如3K，10K,50K分別對(duì)應(yīng)于3000，10000和50000個(gè)單位，等等。
[0132]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，制作制動(dòng)盤的制動(dòng)帶復(fù)合結(jié)構(gòu)的方法包括以下操作步驟:
[0133]-制作制動(dòng)帶本體的復(fù)合陶瓷結(jié)構(gòu)；
[0134]-機(jī)械加工上述本體而除去制動(dòng)表面的表面層，有利而非必要地提供兩個(gè)相對(duì)且相互平行的制動(dòng)表面平面。
[0135]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，向上述步驟中增加以下步驟:
[0136]-從上述制動(dòng)表面去除未結(jié)合至娃的表面碳；
[0137]-在上述制動(dòng)表面上沉積保護(hù)涂層；以及
[0138]-機(jī)械精整(拋光)上述制動(dòng)表面。
[0139]有利地，所述機(jī)械精整步驟容許獲得至少一個(gè)以下優(yōu)點(diǎn):
[0140]-保護(hù)性涂層厚度的降低；
[0141]-預(yù)定的表面粗糙度值；
[0142]-制動(dòng)表面的平面度；
[0143]-相對(duì)制動(dòng)表面之間的平行度；
[0144]-制動(dòng)表面的鉆孔。
[0145]優(yōu)選地，機(jī)械精整步驟緊接組裝步驟，例如通過緊固裝置202，將制動(dòng)帶緊固至支撐件和牽引鈴(traction bell) 201,用于將由此獲得的制動(dòng)盤連接至車輛。
[0146]參考圖9和圖10,根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，盤式制動(dòng)盤米用101表不其全部。盤101圍繞對(duì)稱軸線x-x延伸。所述對(duì)稱軸XX也構(gòu)成制動(dòng)盤101的旋轉(zhuǎn)軸。盤101包括制動(dòng)帶102。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式,所述制動(dòng)帶包括通過連接部件彼此連接的兩個(gè)襯套(軸瓦，pad)。
[0147]制動(dòng)帶102由牽引鈴201通過配件或緊固裝置202支撐，其能夠經(jīng)過構(gòu)造而提供牽引鈴和制動(dòng)帶之間的片式連接(piece connection),或可替代地,移動(dòng)和/或可拆卸地連接。
[0148]牽引鈴201設(shè)置在制動(dòng)盤101的中心并且它能夠通過連接裝置接合于車輛的車輪輪轂。襯套包括外表面和與外表面相對(duì)的內(nèi)表面。襯套的外表面構(gòu)成制動(dòng)盤的摩擦表面。襯套的內(nèi)表面界定從相對(duì)于制動(dòng)帶102在徑向內(nèi)向的邊沿設(shè)置的入口開口和相對(duì)于制動(dòng)帶在徑向向外的側(cè)面設(shè)置的出口開口延伸的通風(fēng)管道。所指“徑向向內(nèi)”和“徑向向外”是指對(duì)應(yīng)于制動(dòng)盤101及其制動(dòng)帶102的旋轉(zhuǎn)軸的對(duì)稱軸X-X。
[0149]優(yōu)選地，制作制動(dòng)帶體的復(fù)合陶瓷結(jié)構(gòu)的步驟至少提供以下子步驟:
[0150]-制備包含至少碳纖維絲10和至少一種有機(jī)粘合劑12的混合物；
[0151]-在模具11中將上述混合物成形以獲得成形體；
[0152]-熱解成形體以獲得多孔碳結(jié)構(gòu)；
[0153] -根據(jù)以上在不適于滲透的壓力下預(yù)先升高溫度而緊接在適于滲透的壓力下降低壓力而簡(jiǎn)述的方法，進(jìn)行碳結(jié)構(gòu)的硅滲透(滲硅)以獲得基本上基于碳、硅和硅碳化物的上述陶瓷復(fù)合結(jié)構(gòu)。
[0154]優(yōu)選但非必要地，硅滲透(滲硅)步驟之后進(jìn)行在成形體的整個(gè)表面上沉積一層抗氧化材料的步驟。
[0155]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，在混合物的上述制備步驟中碳絲束與至少一種有機(jī)粘合劑相
互混合。
[0156]有利地,絲束可以具有范圍在0.優(yōu)選0.3mm-0.5mm之間的直徑。
[0157]有利地，絲束在混合物中的含量能夠從基于混合物的重量的按重量計(jì)30%至70%變化，優(yōu)選包括在40% -60%之間的范圍內(nèi)，甚至更優(yōu)選包括在50% -60%的范圍內(nèi)，例如56%。
[0158]有機(jī)粘合劑12是常規(guī)粘合劑，其能夠選自包括酚醛樹脂和丙烯酸類樹脂、石蠟、浙青、聚苯乙烯等的組中。
[0159]優(yōu)選地，粘合劑選自包括浙青和酚醛樹脂的組中。
[0160]粘合劑能夠以任何期望的形式，例如以固態(tài)、優(yōu)選以粉末或顆粒、半液體、液體或溶液的形式加入到混合物中。例如，可以以丸粒、粉末或顆粒形式添加酚醛樹脂。
[0161]有利地，有機(jī)粘合劑在混合物中的含量可以基于所述混合物的重量從按重量計(jì)5% -50%變化，并且優(yōu)選包含在20%與40%之間的范圍內(nèi)。有利地，混合物中有機(jī)粘合劑的含量為37%。
[0162]混合物也可以含有用作填料的其它常規(guī)的添加劑，并且間接地用來調(diào)節(jié)復(fù)合物結(jié)構(gòu)的孔隙率和密度。這樣的添加劑由無機(jī)材料的顆粒構(gòu)成，如優(yōu)選石墨粉末、碳化硅、金屬氮化物和碳化物、硅或研磨纖維。
[0163]有利地，混合物中添加劑的含量可以基于所述混合物的重量從按重量計(jì)0%至20%變化，并且優(yōu)選包括在5% -15%的范圍內(nèi)。有利地，混合物中添加劑的含量為7%。
[0164]混合能夠利用常規(guī)設(shè)備和方法進(jìn)行，并且前述絲束將任意排布于不同方向上。然后將由此得到的混合物排布于模具11中，在其中通過加熱和施加壓力，獲得成形體而將其成形。
[0165]有利地，在成形步驟中，混合物在模具中于范圍在80°C _180°C，優(yōu)選140°C _160°C之間的溫度下加熱并在其上施加5bar-50bar之間,優(yōu)選5bar_25bar之間的壓力。[0166]將由此獲得的致密的成型體從模具中取出，而然后進(jìn)行第一煅燒，目的在于碳化化學(xué)粘合劑(熱解)。
[0167]例如，在傳統(tǒng)的爐子14中于基本上取決于所用粘合劑類型并且一般包括在900-1200°C范圍的溫度下進(jìn)行這樣的煅燒。
[0168]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，在如氮或氬的惰性氣體氣流存在下，并采用包括在2mbar-100mbar之間,優(yōu)選20mbar-30mbar之間的范圍內(nèi)的壓力進(jìn)行煅燒。前述氣流也有利地容許去除由化學(xué)粘合劑熱解所釋放的氣體。
[0169]由于這樣的第一煅燒(熱解)，半成品由于在碳化或熱解溫度下?lián)p失揮發(fā)性物質(zhì)而獲得一定的孔隙率并轉(zhuǎn)化成多孔碳結(jié)構(gòu)。
[0170]有利地，能夠進(jìn)一步提供在熱解煅燒結(jié)束時(shí)精整成形體表面的步驟。這有利地容許通過常規(guī)設(shè)備除去此成型體的任何表面變形，以便獲得所需的形狀。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，精整操作優(yōu)選按照干法方式，例如使用金剛石工具進(jìn)行。
[0171]隨后，多孔碳結(jié)構(gòu)在硅501存在下進(jìn)行第二煅燒(硅滲透)，正如前面所述，具體而言提供在引起硅500熔融的溫度下但在不適于滲透的壓力下加熱的預(yù)先步驟，接著是導(dǎo)致適于滲透的壓力的真空步驟，以使得硅液體500在前述結(jié)構(gòu)的孔中發(fā)生滲透，由此獲得復(fù)合陶瓷結(jié)構(gòu)體。
[0172]為了進(jìn)行第二煅燒，將熱解的成型體引入到例如具有成型體自身體積約兩倍體積的容器，坩堝4的室中，在該成型體和硅容器之間形成的空氣空間中填充例如以顆粒501形式的硅，這封閉了半成品。因此，所用的硅量是填充半成品孔隙度所需的，或稍高的硅用量。
[0173]使用以顆粒或粉末501形式的純硅或硅和鋁或銅的合金來填充上述空氣空間。
[0174]室與外部可以通過合適孔洞進(jìn)行連通，該洞容許在煅燒和在坩堝室6中產(chǎn)生真空期間釋放的氣體逸出。
[0175]在加入硅501之后，將容器引入到專門的爐子30中，如上面所述的，在1400-1800°C的溫度下加熱。在前述溫度下，硅熔體501，只有在產(chǎn)生真空之后，它才滲透(滲入)到半成品的孔隙中。
[0176]將真空變至包括在0.1mbar與IOmbar,優(yōu)選0.3mbar與2mbar之間的殘余壓力。
[0177]在煅燒結(jié)束時(shí)，例如用氬或優(yōu)選用氮冷卻復(fù)合材料，以使殘留的硅固化成易于從容器回收的小球501。
[0178]硅滲透容許增加碳絲束的內(nèi)聚力，而同時(shí)在第二煅燒條件下，熔融硅部分與半成品的碳反應(yīng)形成碳化硅，其具有改善材料內(nèi)聚特性的效應(yīng)。
[0179]在此步驟結(jié)束時(shí)，根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，半成品也會(huì)具有覆蓋其整個(gè)外表面的皮膚狀娃層。
[0180]有利地，在爐中煅燒的步驟，也就是說，如上所述的熱解和硅化，可以在單個(gè)爐完成，容許降低時(shí)間和生產(chǎn)設(shè)備的復(fù)雜性，但這使得裝置較不適于串聯(lián)加工。
[0181]根據(jù)本方法進(jìn)一步的實(shí)施方式，制造制動(dòng)帶體的復(fù)合陶瓷結(jié)構(gòu)，提供許多增強(qiáng)纖維引入到絲和有機(jī)粘合劑的混合物中的多個(gè)增強(qiáng)纖維。排列這種纖維以使其沿著所述帶體的輪廓延伸而防止由于部件本體在運(yùn)行期間經(jīng)受的應(yīng)力而發(fā)生裂紋延展。
[0182]有利地，這些增強(qiáng)纖維表現(xiàn)出超過25mm，優(yōu)選超過35mm的長(zhǎng)度。例如，這些增強(qiáng)纖維沿著可能形成裂紋和/或缺陷的幾何區(qū)域的整個(gè)輪廓，如用于將制動(dòng)帶連接于牽引鈴的座型區(qū)域(seat shaped area)延伸，或甚至以便形成與盤X_X的旋轉(zhuǎn)軸同心的一個(gè)或多個(gè)環(huán)。
[0183]復(fù)合材料組分的含量基于材料重量的重量百分比變化，例如，如下所示:
[0184]-絲束40%_65%，優(yōu)選 50%_60%，更優(yōu)選 56% ； [0185]-粘合劑5%_45%，優(yōu)選 35%_40%，更優(yōu)選 37% ；
[0186]-添加劑0-20%，優(yōu)選5%_15%，更優(yōu)選7%，使用粉末如例如SiC和/或Si和/或石墨和/或研磨纖維；
[0187]-增強(qiáng)纖維0-30%，優(yōu)選 10%_20%。
[0188]有利地，在成形步驟之前將增強(qiáng)纖維排布于絲和粘合劑的混合物中而直接進(jìn)入至模具中。
[0189]有利地，增強(qiáng)纖維能夠沿著所述盤的環(huán)形部分排列，例如增加，例如和優(yōu)選制動(dòng)帶和牽引鈴之間內(nèi)耦合直徑的接近程度。
[0190]有利地，增強(qiáng)纖維相對(duì)于復(fù)合材料的組分基本上是惰性的，并且在熱解和硅滲透溫度下顯示出足夠的耐受性以防止其在制備構(gòu)成所述盤的材料期間發(fā)生降解。
[0191]為了這樣的目的，增強(qiáng)纖維的材料優(yōu)選由碳纖維構(gòu)成?？梢允褂闷渌牧先鏢iC，Si3N4, TiC,以及金屬材料例如鉬,其適于耐受與娃相互作用的溫度。
[0192]增強(qiáng)纖維可以按照各種方式引入到所述材料中。例如，增強(qiáng)纖維可以分類整理成許多根據(jù)預(yù)定義方向排布的束。
[0193]例如，這樣的方向能夠是經(jīng)緯方向，所述形成織物的束，例如有利地適于覆蓋與裂紋形成和/或延展有關(guān)的整個(gè)區(qū)域。
[0194]可替代地，增強(qiáng)纖維可以構(gòu)成非織造織物，例如氈。
[0195]增強(qiáng)纖維也可以構(gòu)成盤體的一個(gè)或多個(gè)內(nèi)層，這些層能夠有利地并以非限制性的方式平行于至少一個(gè)制動(dòng)表面和/或橫跨至少一個(gè)制動(dòng)表面。
[0196]絲束和/或增強(qiáng)纖維能夠在根據(jù)以上所述工藝方法使用之前預(yù)先用保護(hù)性樹脂，優(yōu)選聚氨酯進(jìn)行涂覆。
[0197]可替代地，絲束和增強(qiáng)纖維能夠使用用于制備混合物的相同有機(jī)粘合劑預(yù)先涂覆。
[0198]這容許獲得材料的更高內(nèi)聚力和更致密的產(chǎn)品。
[0199]在成型體熱解期間，樹脂和有機(jī)粘合劑發(fā)生碳化而在絲束和增強(qiáng)纖維上產(chǎn)生保護(hù)層，防止其在隨后用硅處理中發(fā)生的任何分散作用或者甚至是溶解作用。
[0200]因此，絲束和增強(qiáng)纖維在整個(gè)工藝過程中都保持其原有形狀，由此獲得的材料具有良好的內(nèi)聚力和耐受性特性。
[0201]有利地，將增強(qiáng)纖維引入到混合物中可以按照各種方式進(jìn)行。
[0202]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，這種引入根據(jù)以下步驟進(jìn)行:
[0203]i)沿著所述模具的輪廓排布所述混合物的第一層；
[0204]ii)在混合物的所述第一層上添加沿著所述輪廓延伸的所述多個(gè)增強(qiáng)纖維以便阻礙裂紋的延展；
[0205]iii)在所述第一層上排布所述混合物的第二層以便完全覆蓋所述多個(gè)增強(qiáng)纖維。
[0206]上述分層操作能夠重復(fù)給定的次數(shù)以便獲得多層復(fù)合材料，其中將增強(qiáng)纖維的每一層引入至包含絲束的混合物的兩個(gè)層之間。
[0207]增強(qiáng)纖維能夠以許多按照預(yù)定方向排布的束加入到混合物中。
[0208]這種預(yù)定方向能夠例如是經(jīng)緯方向，所述束由此形成織物。作為替代方案，多束增強(qiáng)纖維彼此締合或織造形成單一緯紗或經(jīng)紗，用于制造所述所述織物。
[0209]織物能夠例如包含2-30束增強(qiáng)纖維/cm，優(yōu)選5_8束纖維/cm。
[0210]可替代地，增強(qiáng)纖維可以構(gòu)造無紡織物，例如氈。[0211]在混合物中引入增強(qiáng)纖維的量取決于最終復(fù)合材料中所需的增強(qiáng)纖維含量，基于材料的體積所述含量包括在例如按體積計(jì)4-30%，優(yōu)選10-20%的范圍內(nèi)。
[0212]實(shí)施例1
[0213]以下是根據(jù)本方法一個(gè)實(shí)施方式制備用于生產(chǎn)根據(jù)本發(fā)明的制動(dòng)盤的制動(dòng)帶復(fù)合結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料的實(shí)施例。
[0214]本發(fā)明使用已知類型的混合機(jī),例如艾氏混合機(jī)(Eirich mixer)來制備混合物，該混合物含有(基于混合物重量的重量百分比)56%的直徑包括在0.3mm與0.5_之間的碳絲束，和37%塊狀形式的干酚醛樹脂，以及7%的SiC粉末。
[0215]混合物容許獲得絲束的隨機(jī)分布。
[0216]混合物的一部分由此排布于內(nèi)徑為250mm高度為50mm的環(huán)狀模具的空腔中。
[0217]混合物由此通過加熱模具直至100°C的溫度并施加5bar的壓力而成形，以產(chǎn)生盤形“生坯”。
[0218]然后將生坯從模具中取出，并將其在爐子中于1100°C的溫度下煅燒9h。煅燒(熱解)采用30mbar的壓力，由于在爐子中輸送的流速為30L/min的氬氣流而在惰性氣氛中進(jìn)行。
[0219]煅燒后，所述盤進(jìn)行例如常規(guī)使用金剛石工具的干法精整。
[0220]在這一點(diǎn)上，生坯盤排布于具有蓋子和排氣孔的容器或坩堝中。然后將容器充滿一定量顆粒形式的硅。隨后將該容器在爐子中加熱直至1500°C的溫度，并保留于爐子中2h。具體而言，加熱步驟在引起硅熔融的溫度下但在不適于滲透的300mbar壓力下進(jìn)行。該步驟之后是致使壓力適于滲透的真空步驟，在這種情況下壓力為lmbar，以使得硅液體發(fā)生滲透進(jìn)入前述結(jié)構(gòu)的孔中，由此獲得復(fù)合陶瓷結(jié)構(gòu)。真空步驟在殘余壓力2mbar下進(jìn)行，在滲透結(jié)束時(shí)，接著在爐子中通過連續(xù)氮?dú)饬鲝?650°C冷卻至1000°C。
[0221]由此獲得的盤在冷卻后，通過金剛石工具進(jìn)行精整以去除表面的變形并達(dá)到具有所需精度和公差的形狀。
[0222]實(shí)施例2
[0223]以下是根據(jù)本方法一個(gè)實(shí)施方式制備用于生產(chǎn)根據(jù)本發(fā)明的制動(dòng)盤的制動(dòng)帶復(fù)合結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料的實(shí)施例。
[0224]本發(fā)明使用已知類型的混合機(jī)，例如艾氏混合機(jī)來制備混合物，該混合物含有(基于混合物重量的重量百分比)65%的直徑包括在0.3mm與0.5mm之間長(zhǎng)度為5_10mm的碳絲束，23%干酚醛樹脂，和12%的SiC粉末。
[0225]混合物容許獲得絲束的隨機(jī)分布。
[0226]混合物的一部分由此排布于內(nèi)徑為335mm高度為70mm的環(huán)狀模具的空腔中，以形成層。[0227]在前述層上排布常規(guī)制備的環(huán)形碳增強(qiáng)纖維織物并且每厘米具有6根纖維。這種織物的增強(qiáng)纖維用聚氨酯浸潰，具有在0.3mm與0.5mm之間的直徑并形成3000單位或3K的束。[0228]上述織物由此用另一種混合物覆蓋直至填充滿模具。
[0229]由此通過加熱模具直至100°C的溫度并施加IObar的壓力來成形包含織物的混合物，以產(chǎn)生盤形“生坯”。
[0230]然后將生坯從模具中取出，并將其在爐子中于1100°C的溫度下煅燒12h。煅燒(熱解)采用30mbar的壓力，由于在爐子中輸送的流速為30L/min的氬氣流而在惰性氣氛中進(jìn)行。
[0231]煅燒后，所述盤進(jìn)行例如常規(guī)使用金剛石工具的干法精整。
[0232]在這一點(diǎn)上，生還盤排布于具有排氣孔的容器或i甘禍中。然后將該容器充滿一定量顆粒形式的硅。隨后將該容器在爐子中加熱直至1500°C的溫度并保留于爐子中8h。具體而言，加熱步驟在引起硅熔融的溫度下但在不于滲透的300mba壓力下進(jìn)行。該步驟之后是致使壓力適于滲透的真空步驟，在這種情況下壓力為2mbar，以使得硅液體發(fā)生滲透進(jìn)入前述結(jié)構(gòu)的孔中，由此獲得復(fù)合陶瓷結(jié)構(gòu)。真空步驟在殘余壓力2mbar下進(jìn)行，滲透結(jié)束時(shí)，接著在爐子中通過連續(xù)氮?dú)饬骼鋮s。
[0233]復(fù)合材料的組成，按照相對(duì)于材料體積的體積百分?jǐn)?shù)表示，如下所示:55%的絲束，10%的添加劑，15%的增強(qiáng)纖維和20%由粘合劑熱解產(chǎn)生的產(chǎn)物。
[0234]由此獲得的盤，冷卻后，通過金剛石工具進(jìn)行精整以去除表面的變形并達(dá)到具有此后所述的后續(xù)步驟所需的精度和公差的形狀。
[0235]***
[0236]根據(jù)本發(fā)明方法的另一個(gè)實(shí)施方式，復(fù)合材料的制備提供獲得具有至少兩個(gè)層(基礎(chǔ)層和至少一個(gè)表面層)的最終復(fù)合材料，這兩個(gè)層彼此的差異基本上在于其形成所用的碳絲長(zhǎng)度。
[0237]優(yōu)選地，較短的絲排布于表面層，以使得在硅化步驟期間它們能夠?qū)杼峁└蟮姆磻?yīng)表面，由此致使相對(duì)于表面層總重量小于20%的最終游離碳重量含量。
[0238]有利地，此外，由于成形過程，由此獲得的復(fù)合材料不具有各個(gè)層之間精確的分離界面。這保護(hù)復(fù)合材料不會(huì)在各層之間的界面上形成裂紋和缺陷，此外，各層基本具有相同的熱膨脹系數(shù)。
[0239]有利地，在基礎(chǔ)層中和/或在表面層中，能夠封閉沿著成形體的輪廓延伸的增強(qiáng)纖維以便阻礙裂紋或缺陷，例如根據(jù)上述的方法和/或沿著上述方向的延展。
[0240]在上述兩種混合物中的組分含量(基于混合物的體積表示為體積百分?jǐn)?shù))可以變化，例如，如下所示:
[0241]-絲束50-80%;
[0242]-粘合劑5-30% ；
[0243]-添加劑0.7-23% ；
[0244]-增強(qiáng)纖維0_30%。
[0245]化學(xué)粘合劑是一種常規(guī)的粘合劑，其能夠選自包括酚醛樹脂和丙烯酸類樹脂、石臘、浙青、聚苯乙烯等的組。優(yōu)選地，粘合劑選自包括浙青和酹醒樹脂的組。[0246]優(yōu)選地，粘合劑應(yīng)該優(yōu)選以固態(tài)加入到混合物中。例如，酚醛樹脂可以以丸粒、粉末或顆粒的形式加入。
[0247]常規(guī)的添加劑作為填料使用而，間接地以調(diào)節(jié)所需復(fù)合材料的孔隙率和密度為目的。
[0248]這種添加劑由無機(jī)材料的粒子構(gòu)成，如優(yōu)選石墨、碳化娃、金屬碳化物和金屬氮化物的粉末。
[0249]有利地，絲狀物處于第一混合物中并且在第二混合物中和/或增強(qiáng)纖維能夠在使用前預(yù)先涂覆保護(hù)性樹脂，優(yōu)選聚氨酯。
[0250]可替代地，絲和/或增強(qiáng)纖維能夠預(yù)先使用制備混合物所用的相同化學(xué)粘合劑涂覆。這容許獲得材料的更大內(nèi)聚力和更致密的產(chǎn)品。
[0251]在成形體熱解煅燒期間，樹脂和化學(xué)粘合劑發(fā)生碳化而在絲束上和增強(qiáng)纖維上產(chǎn)生保護(hù)層，防止其在后續(xù)用硅進(jìn)行的處理中可能的分散作用或甚至是溶解作用。因此，絲束和可能的增強(qiáng)纖維在整個(gè)過程中都保持其原有的形狀，由此獲得具有良好內(nèi)聚力和耐受特性的材料。
[0252]有利地，在制備第二混合物，即用于構(gòu)成表面層的混合物時(shí)，可以根據(jù)硅化結(jié)束時(shí)想要獲得的表面層上的摩擦系數(shù)值適當(dāng)選擇絲和SiC粉末的量、碳絲長(zhǎng)度和SiC粉末的顆粒尺寸。
[0253]在以下表格中示出了混合物的3個(gè)實(shí)例，其中分別指示出要使用的絲和SiC粉末的量，絲長(zhǎng)度和SiC粉末的顆粒尺寸。
[0254]表1
[0255]
【權(quán)利要求】
1.用于當(dāng)?shù)诙牧?2)處于液態(tài)時(shí)用所述第二材料處理由第一多孔材料(8)制成的部件(I)的方法，所述第二材料(2)在其處于預(yù)定溫度范圍(DTi)和預(yù)定滲透壓力范圍(Dpi)時(shí)適于滲透，所述方法包括以下步驟: -提供坩堝(4)，所述坩堝(4)適于容納所述部件(I)和所述第二材料(2)并能夠耐受用于所述第二材料(2)在所述部件(I)中進(jìn)行滲透的所述溫度和壓力； -提供用于所述坩堝(4)的蓋(5)以在所述坩堝內(nèi)部產(chǎn)生室(6)； -當(dāng)所述第二材料還未處于液態(tài)時(shí)，將所述部件(I)和所述第二材料(2 )置于所述坩堝室(6)中； -隨后用所述蓋(5)封閉所述坩堝(4)； -在不適于所述第二材料在所述第一多孔材料中滲透的壓力(Pa或pal)和溫度范圍內(nèi)，由此在甚至是在對(duì)于所述方法所選擇的最大溫度(T2)下不適于滲透的壓力下，升高容納在所述坩堝內(nèi)的所述部件(I)和所述第二材料(2)的溫度直至適于液化所述第二材料(2)的預(yù)定溫度(T2)，以使所述第二材料(2)適于在所述第一多孔材料的所述部件(I)中滲透，避免在所述預(yù)定溫度(T2 )下的所述滲透也在該溫度下在不適于所述第二材料在所述第一多孔材料中滲透的壓力時(shí)維持； -隨后，在已經(jīng)獲得至少所述預(yù)定溫度(T2 )之后，將所述壓力降低至預(yù)定壓力值(p2 )，所述預(yù)定壓力值(P2)低于前述壓力(pa或pal)并且容許所述第二材料(2)在由第一多孔材料(8)制成的所述部件(I)中的所述滲透。
2.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的方法，其中，選擇所述第二材料(2)以便確定當(dāng)在所述多孔材料中滲透時(shí)與所述 第一材料(8)的反應(yīng)，和/或其中選擇所述第二材料(2)以便當(dāng)它在所述第一部件材料中滲透時(shí)能夠與所述部件的所述第一材料(8)發(fā)生反應(yīng)而至少局部形成化合物(3)。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，提供以下進(jìn)一步的步驟: -提供用于所述坩堝(4)的蓋(5)，其適于密封所述坩堝以在所述坩堝內(nèi)部產(chǎn)生室(6)，在所述室(6)中可以調(diào)節(jié)所述溫度(T)和所述壓力(P)，和/或其中用于所述坩堝(4)的所述蓋(5)適于抽取氣體而在所述坩堝室(6)中產(chǎn)生真空。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述第二材料(2)以粉末和/或顆粒形式加入到所述坩堝室(6)中，和/或其中所述第二材料(2)是硅，和/或其中所述第一材料由多孔碳基質(zhì)制成。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，在不適于所述第二材料在所述部件中滲透的壓力下升高所述第二材料的所述部件的溫度的步驟之前，提供以下步驟: 預(yù)熱所述部件和所述第二材料，例如但非必要地，其中，提供在160(TC和不低于100-300mbar的壓力下預(yù)熱所述部件和所述材料的步驟， 和/或， 在達(dá)到適于液化所述第二材料(2)而使之適于在所述第一多孔材料的所述部件(I)中滲透的所述預(yù)定溫度(T2)之后，并且在將所述壓力降低至低于前述壓力(pa或pal)的預(yù)定壓力值(P2)并且容許所述第二材料(2)在由第一多孔材料(8)制成的所述部件(I)中滲透的步驟開始之后， -進(jìn)一步供給能量以便進(jìn)一步升高所述溫度，和/或， 在達(dá)到適于液化所述第二材料(2)而使之適于在由第一多孔材料制成的所述部件(I)中滲透的所述預(yù)定溫度(T2)之后，并且在將所述壓力降低至低于前述壓力(pa或pal)的預(yù)定壓力值(P2)并且容許所述第二材料(2)在由第一多孔材料(8)制成的所述部件(I)中滲透的步驟開始之后， -避免進(jìn)一步供給用于升高所述溫度的能量。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，在降低所述壓力以確定所述第二材料在所述第一材料的所述多孔基質(zhì)中的所述滲透的步驟之前，并且在不適于滲透的壓力下升高所述溫度的步驟之前，提供以下步驟: -降低所述坩堝內(nèi)部的所述室(6)的所述壓力(P)直至低于環(huán)境壓力(pa)的預(yù)定壓力值(pl)，目的在于從所述坩堝(4)中排出環(huán)境區(qū)域內(nèi)可能存在并可能影響所述方法的物質(zhì)，和/或其中在不適于滲透的溫度下和/或在不適于滲透的壓力下提供該步驟。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，在不適于滲透的壓力下升高所述溫度的步驟之前，提供向所述坩堝的所述室內(nèi)引入氣體，如例如氬氣和/或氮?dú)獾牟襟E。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)·所述的方法，其中，在不適于滲透的壓力下升高所述溫度并且不供給用于升高所述溫度(t2)的能量，但充分利用所述滲透反應(yīng)的所述放熱性，將所述壓力降低至低于前述壓力(Pa或pal)的預(yù)定壓力值(p2)以便容許所述第二材料(2)在由第一多孔材料(8)制成的所述部件(I)中的滲透的步驟之后，和/或其中在升高所述溫度的步驟之前，提供用蓋封閉所述坩堝而容許充分利用所述第二材料在所述第一多孔材料中的所述滲透反應(yīng)的所述放熱性，容許不由外部引起的所述坩堝室內(nèi)溫度的進(jìn)一步升高。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，在所述滲透之后提供在氬氣和/或氮?dú)猸h(huán)境中受控冷卻的步驟，和/或其中所述冷卻步驟具有從所述方法期間達(dá)到的最大溫度移動(dòng)至1000°c的冷卻坡度，優(yōu)選但非必要地，從1800°C至1000°C，優(yōu)選但非必要地，從1650 0C M 10000Co
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，在所述滲透步驟之后提供以下步驟:將所述溫度降低至預(yù)定溫度(T3)以使得在所述第一材料中滲透的所述第二材料發(fā)生固化，和/或以使得以化合物(3)至少部分結(jié)合至所述第一材料的所述第二材料發(fā)生固化，和/或其中所述溫度的降低至少部分是通過在所述坩堝室(6)中注入適于在未進(jìn)行滲透時(shí)將所述第二材料與所述部件分離的惰性氣體(7)而發(fā)生的。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述滲透步驟通過毛細(xì)作用發(fā)生，以使得置于所述坩堝基部的所述第二材料的液體上升通過所述部件和/或捻芯，例如由類似于所述部件的材料的多孔材料制成。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，提供由通過碳熱解獲得，例如但非必要地，由包含纖維和樹脂的混合物的熱解獲得的多孔碳基質(zhì)制成的所述第一材料，和/或其中所述樹脂在熱解和在模具中成形之前處于液態(tài)，和/或其中所述樹脂在熱解和在模具中成形之前是以粉末形式，和/或其中提供通過在80°C與180°C之間變化的溫度下加熱形成加入到粉末樹脂中的碳纖維接著在900-1200°C下熱解而獲得的所述第一材料。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，在不適于滲透的壓力下進(jìn)行加熱步驟之前提供預(yù)熱步驟，以降低所述坩堝室內(nèi)的所述壓力而不發(fā)生滲透，和/或其中在不適于滲透的壓力下進(jìn)行加熱步驟之前提供降低所述坩堝室內(nèi)的所述壓力的步驟，以便從所述坩堝室環(huán)境中去除雜質(zhì)，和/或其中將所述壓力降低至適于輔助所述坩堝傳送至所述爐子中并迅速而隨之產(chǎn)生適于滲透的真空的壓力，和/或其中在所述方法的不同步驟之間提供低溫度梯度和/或低壓力梯度， 和/或， 其中在該權(quán)利要求中和/或在前述權(quán)利要求任一項(xiàng)中所述的所有步驟都在相同平臺(tái)和/或相同爐子中完成。
14.用于當(dāng)?shù)诙牧?2)處于液態(tài)時(shí)用所述第二材料處理由第一多孔材料(8)制成的部件(I)的裝置(28)，包括: -要進(jìn)行滲透的所述部件(I)，由第一多孔材料(8)制成； -所述第二材料(2)，當(dāng)處于滲透的預(yù)定溫度范圍(DTi)和預(yù)定壓力范圍(Dti)時(shí)適于滲透； -坩堝(4)，具有容納所述部件(I)和所述第二材料(2)的坩堝室(6); -坩堝蓋(5)，其封閉所述坩堝以界定所述內(nèi)室(6)； -至少一個(gè)真空產(chǎn)生設(shè)備(29)，用于降低所述壓力直至適于所述第二材料(2)當(dāng)處于液態(tài)時(shí)在所述滲透溫度(T2)下發(fā)生所述滲透的滲透壓力(p2)； -爐子(30)，用于升高所述溫度直至適于所述第二材料(2)當(dāng)處于液態(tài)時(shí)在所述滲透壓力(P2)下發(fā)生所述滲透的滲透溫度(T2)； -平臺(tái)(31)，其中將所述部件(I)和所述第二材料(2)引入到所述坩堝室(6)內(nèi)； -加熱平臺(tái)(35)，其中引入到所述爐子(30)中的所述坩堝(4)在所述真空產(chǎn)生設(shè)備(34)未運(yùn)行而將所述壓力變至滲透壓力并保持不變時(shí)升高所述坩堝室(6)的溫度，和/或在所述真空產(chǎn)生設(shè)備(34)開始運(yùn)行并降低所述壓力至所述預(yù)定滲透壓力(p2)時(shí)進(jìn)一步升高所述坩堝室(6)的溫度； -控制設(shè)備，其調(diào)節(jié)所述爐子的所述溫度直至滲透溫度(T2 )并同時(shí)調(diào)節(jié)甚至在所述預(yù)定滲透溫度(T2)下不適于滲透的壓力，而僅僅在達(dá)到所述預(yù)定滲透溫度(T2)之后調(diào)節(jié)所述壓力使之降低直至其達(dá)到適于所述滲透的壓力(P2)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中，所述坩堝具有至少一個(gè)開口(34)，用于所述坩堝室(6)的連接，用來與真空產(chǎn)生設(shè)備(29)直接或間接地流體連接。
16.根據(jù)權(quán)利要求14-15中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述坩堝內(nèi)室通過蓋(5)封閉，所述蓋(5)容許充分利用所述第二材料和所述第一材料之間的反應(yīng)的所述放熱性，使得所述部件中和/或所述室中無外部引起的進(jìn)一步的溫度升高。
17.根據(jù)權(quán)利要求14-16中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，提供封閉平臺(tái)(32)，其中所述坩堝(4)由所述坩堝蓋(5)封閉；和/或清潔平臺(tái)(33)，其中將其連接至至少一個(gè)真空產(chǎn)生設(shè)備(29)以將至少所述坩堝室內(nèi)的所述壓力降低至適于由不適于所述滲透過程的氣體清潔所述坩堝室的壓力；和/或其中所述爐子具有適于在所述爐室中和/或至少在所述坩堝室內(nèi)產(chǎn)生真空的裝置。
18.根據(jù)權(quán)利要求14-17中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，提供注入設(shè)備(400)用于將惰性氣體(7)注入到所述坩堝室(6)中，和/或其中所述設(shè)備(400)適于注入適于將在所述部件(I)中未滲透的所述第二材料(2)與所述部件和所述坩堝(4)分離的惰性氣體。
19.根據(jù)權(quán)利要求14-18中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，提供冷卻平臺(tái)(37)，其中根據(jù)例如預(yù)定的溫度降低規(guī)則將所述坩堝室(6)的所述溫度降低；和/或其中提供受控冷卻平臺(tái)；和/或其中提供另外的最終冷卻平臺(tái)。
20.根據(jù)權(quán)利要求14-19中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，界定所述加熱平臺(tái)的所述門和/或使所述爐子設(shè)置于所述爐室外部，以便當(dāng)降低所述爐室的壓力時(shí)有助于所述爐子中的空氣過濾密封。
21.根據(jù)權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述方法的第一部分以溫度在對(duì)于所述方法而選擇的最大溫度下不適于滲透的壓力下按照等壓方式升高而開發(fā)，和/或其中，在該步驟中所述材料要經(jīng)受的壓力和溫度條件一直維持于不適于滲透的條件范圍內(nèi)，和/或其中在所述方法的所述第一步驟中，能夠存在用于所述材料清潔和脫氣的真空循環(huán)，和/或其中在第一步驟中將所述溫度升高并且同時(shí)也將所述壓力升高以便防止發(fā)生滲透，和/或其中在達(dá)到所述預(yù)定溫度(T2)之后，將所述壓力按照基本等溫方式降低而進(jìn)入適于所述第二材料在所述第一材料中滲透的壓力和溫度范圍，和/或其中在達(dá)到所述預(yù)定溫度(T2)之后，將所述壓力降低而同時(shí)所述溫度例如由于放熱反應(yīng)而發(fā)生變化，所述壓力降低而所述溫度同時(shí)改變，和/或其中在第二步驟中當(dāng)所述溫度升高一旦超過所述預(yù)定溫度(T2 )時(shí)所述壓力陡然降低，和/或其中在達(dá)到所述預(yù)定溫度(T2 )之后降低所述壓力而同時(shí)將所述溫度 升高 或降低以獲得特定效應(yīng)，如例如減少放熱反應(yīng)。
【文檔編號(hào)】C04B35/80GK103547549SQ201280022564
【公開日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2012年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月14日
【發(fā)明者】馬西米利亞諾·瓦萊 申請(qǐng)人:派特歐賽拉米克斯股份公司