公开(公告)号：CN114671696A

公开(公告)日：2022-06-28

申请号：CN202210232412.2

申请日：2022-03-07

Applicant: 西北工业大学

Inventor： 成来飞 ,  叶昉 ,  吕鑫元 ,  崔雪峰 ,  刘芮含 ,  张立同

IPC: C04B35/80 ,  C04B35/573 ,  C04B35/622 ,  F01D5/28 ,  B33Y10/00 ,  B33Y70/10

Abstract: 本发明涉及一种基于粉末3D打印和RMI工艺制备航空发动机涡轮转子的方法，先采用化学法将氮化硼界面包覆在碳化硅晶须表面，然后将包覆BN的SiCw与碳颗粒(碳源的一次引入)以及其他添加剂配制成有机浆料进行喷雾造粒，然后将得到的带有碳颗粒的SiCw球形颗粒再次与碳颗粒(碳源的二次引入)依据颗粒级配原则进行混合，将所得混合粉末送入粉末3D打印机进行涡轮转子素坯的打印，然后采用先驱体浸渍裂解(PIP)工艺进行碳源的三次引入，目的是在SiCw表面包覆碳并调控碳源的总含量，然后对所有碳源进行高温(1700℃)热处理得到高织构碳，最后采用渗硅工艺对涡轮转子进行致密化，得到SiCw/SiC复合材料的涡轮转子。该工艺路线具有快速、低成本、近净尺寸制造的优势。

公开(公告)号：CN114620998A

公开(公告)日：2022-06-14

申请号：CN202210216755.X

申请日：2022-03-07

Applicant: 西北工业大学

Inventor： 成来飞 ,  吕鑫元 ,  叶昉 ,  崔雪峰 ,  许泽水 ,  张立同

IPC: C04B35/10 ,  C04B35/565 ,  C04B35/622 ,  C04B35/634 ,  B22F10/10 ,  C08F220/56 ,  C08F222/38 ,  C08F4/30 ,  B33Y70/10 ,  B33Y10/00

Abstract: 本发明涉及一种用于粉末3D打印高强度素坯的粘结剂组合物及打印方法，含有引发剂和催化剂的水溶液作为粉末3D打印机从喷头喷出的液体粘结剂；将单体和交联剂作为固体粘结剂与待打印的粉末材料；用液体粘结剂打印预混固体粘结剂的待打印粉末，打印完后，原位交联固化脱粉和后处理工艺。对于粉末3D打印，由引发剂和催化剂的水溶液构成的液体粘结剂粘度接近于纯水，可连续稳定地喷射液滴，不易堵塞喷头，且便于长期存放、不会腐蚀打印头。打印后，单体和交联剂在引发剂作用下会发生聚合反应形成三维刚性网络骨架，使素坯获得高强度和好的脱粉能力，并且该粘结剂组合物的机理不依赖于粉末种类，因此适用于任何粉末材料，还具有成本低，速率快的优点。

公开(公告)号：CN111205100B

公开(公告)日：2022-06-07

申请号：CN202010136681.X

申请日：2020-03-02

Applicant: 西北工业大学

Inventor： 成来飞 ,  吕鑫元 ,  叶昉 ,  张立同

IPC: C04B35/80 ,  C04B35/573 ,  C04B35/571 ,  B33Y70/10 ,  B33Y80/00

Abstract: 本发明涉及一种无催化先驱体浸渍裂解法原位生长碳化硅纳米线的方法，将PCS和二甲苯混合溶液浸渍到SiCW预制体内，200℃固化1h，900～1100℃裂解2h得多孔SiCW/SiC；3.多孔SiCW/SiC的热处理：将多孔SiCW/SiC在1300～1500℃热处理2h，“两步法”指的是浸渍固化裂解和热处理。本发明利用固化裂解先将生长SiCNWs所不必要的气相除去，再利用热处理放出生长SiCNWs所必要的气相，同时利用SiCW预制体的两级孔隙结构极大的提高必要气相的过饱和度，从而实现了SiCNWs的PIP无催化原位生长。

公开(公告)号：CN108395249B

公开(公告)日：2021-01-05

申请号：CN201810125936.5

申请日：2018-02-08

Applicant: 西北工业大学

Inventor： 成来飞 ,  吕鑫元 ,  叶昉 ,  范尚武 ,  于树印 ,  刘永胜 ,  张立同

IPC: C04B35/565 ,  C04B35/81 ,  C04B35/622 ,  B28B1/00 ,  B28B1/52 ,  B33Y70/10 ,  B33Y10/00

Abstract: 本发明涉及一种适用于立体光刻技术的陶瓷类材料SiC晶须及制备方法，组合物包括：SiC晶须、光敏树脂、分散剂、流变助剂。制备步骤为SiC晶须预处理、SiC晶须素坯的制备、SiC晶须预制体的排胶、SiC基体的制备。本发明所提供的技术方案，成型精度高，微观结构均匀且可设计，可成型型面复杂构件，推动了立体光刻技术在陶瓷领域应用，解决了现有方法依赖模具、成型复杂型面构件困难、且微观结构不均匀的问题，其制备的SiC晶须增强SiC‑CMC材料具备各向同性，即在各个方向的结构与功能特征基本一致，这使得SiC晶须增强SiC‑CMC材料更有潜力应用于航空航天领域需承受较高且复杂应力条件的热端部件。

公开(公告)号：CN108706978A

公开(公告)日：2018-10-26

申请号：CN201810586359.X

申请日：2018-06-08

Applicant: 西北工业大学

Inventor： 成来飞 ,  叶昉 ,  吕鑫元 ,  范尚武 ,  张立同

IPC: C04B35/565 ,  C04B35/622 ,  C04B35/80 ,  B33Y10/00 ,  B33Y70/00

CPC classification number: C04B35/565 ,  B33Y10/00 ,  B33Y70/00 ,  C04B35/622 ,  C04B35/806 ,  C04B2235/5276 ,  C04B2235/6026 ,  C04B2235/614

Abstract: 本发明涉及一种喷雾造粒结合3DP和CVI制备碳化硅陶瓷基复合材料的方法，首先将SiC晶须与PVA等添加剂混合后用喷雾干燥制备SiC晶须球形颗粒；再与糊精混合后利用3DP法打印得到SiC晶须素坯，低温氧化脱脂得到SiC晶须预制体；利用CVI工艺在预制体内引入SiC基体，获得各向同性的SiCW/SiC复合材料。本发明利用当前流行的3DP技术制备预制体，3DP技术适合制备复杂形状零件，方便快捷，摆脱模具，可节约预制体的研发成本，缩短预制体的研发周期；结合喷雾造粒法制备3DP技术的粉体，并利用CVI工艺将预制体致密化，便可获得新型多尺度结构、各向同性、高强韧化的复合材料。

公开(公告)号：CN115141028B

公开(公告)日：2023-08-29

申请号：CN202210595442.X

申请日：2022-05-29

Applicant: 西北工业大学

Inventor： 成来飞 ,  叶昉 ,  刘芮含 ,  吕鑫元 ,  张立同

IPC: C04B35/80 ,  C04B35/573 ,  C04B35/624

Abstract: 本发明涉及一种基于凝胶注模预强化制备碳化硅基复合材料整体涡轮盘的方法，采用凝胶注模结合碳热还原预强化和PIP工艺制备SiCw/SiC复合材料整体涡轮盘的方法。需要在SiCw素坯的干燥过程中设置温度梯度，并且相应温度段的干燥时间需严格控制。需要对SiCw预制体进行预强化，通过向SiCw凝胶注模浆料中加入适量的二氧化硅颗粒，在真空排胶阶段使其与有机物残余的碳发生碳热还原反应形成碳化硅相，并通过后续的多次浸渍蔗糖和硅溶胶溶液以及高温碳热还原反应在SiCw预制体内形成一定量的碳化硅相，对SiCw素坯起到预强化效果。在PIP过程中，先驱体的浓度、裂解温度和升温速率、热处理条件都需要严格控制。

公开(公告)号：CN115141028A

公开(公告)日：2022-10-04

申请号：CN202210595442.X

申请日：2022-05-29

Applicant: 西北工业大学

Inventor： 成来飞 ,  叶昉 ,  刘芮含 ,  吕鑫元 ,  张立同

IPC: C04B35/80 ,  C04B35/573 ,  C04B35/624

Abstract: 本发明涉及一种基于凝胶注模预强化制备碳化硅基复合材料整体涡轮盘的方法，采用凝胶注模结合碳热还原预强化和PIP工艺制备SiCw/SiC复合材料整体涡轮盘的方法。需要在SiCw素坯的干燥过程中设置温度梯度，并且相应温度段的干燥时间需严格控制。需要对SiCw预制体进行预强化，通过向SiCw凝胶注模浆料中加入适量的二氧化硅颗粒，在真空排胶阶段使其与有机物残余的碳发生碳热还原反应形成碳化硅相，并通过后续的多次浸渍蔗糖和硅溶胶溶液以及高温碳热还原反应在SiCw预制体内形成一定量的碳化硅相，对SiCw素坯起到预强化效果。在PIP过程中，先驱体的浓度、裂解温度和升温速率、热处理条件都需要严格控制。

公开(公告)号：CN108706978B

公开(公告)日：2020-11-06

申请号：CN201810586359.X

申请日：2018-06-08

Applicant: 西北工业大学

Inventor： 成来飞 ,  叶昉 ,  吕鑫元 ,  范尚武 ,  张立同

IPC: C04B35/565 ,  C04B35/622 ,  C04B35/80 ,  C04B35/634 ,  C04B35/626 ,  B33Y10/00 ,  B33Y70/10

Abstract: 本发明涉及一种喷雾造粒结合3DP和CVI制备碳化硅陶瓷基复合材料的方法，首先将SiC晶须与PVA等添加剂混合后用喷雾干燥制备SiC晶须球形颗粒；再与糊精混合后利用3DP法打印得到SiC晶须素坯，低温氧化脱脂得到SiC晶须预制体；利用CVI工艺在预制体内引入SiC基体，获得各向同性的SiCW/SiC复合材料。本发明利用当前流行的3DP技术制备预制体，3DP技术适合制备复杂形状零件，方便快捷，摆脱模具，可节约预制体的研发成本，缩短预制体的研发周期；结合喷雾造粒法制备3DP技术的粉体，并利用CVI工艺将预制体致密化，便可获得新型多尺度结构、各向同性、高强韧化的复合材料。

公开(公告)号：CN111205100A

公开(公告)日：2020-05-29

申请号：CN202010136681.X

申请日：2020-03-02

Applicant: 西北工业大学

Inventor： 成来飞 ,  吕鑫元 ,  叶昉 ,  张立同

IPC: C04B35/80 ,  C04B35/573 ,  C04B35/571 ,  B33Y70/00 ,  B33Y80/00

Abstract: 本发明涉及一种无催化先驱体浸渍裂解法原位生长碳化硅纳米线的方法，将PCS和二甲苯混合溶液浸渍到SiCW预制体内，200℃固化1h，900～1100℃裂解2h得多孔SiCW/SiC；3.多孔SiCW/SiC的热处理：将多孔SiCW/SiC在1300～1500℃热处理2h，“两步法”指的是浸渍固化裂解和热处理。本发明利用固化裂解先将生长SiCNWs所不必要的气相除去，再利用热处理放出生长SiCNWs所必要的气相，同时利用SiCW预制体的两级孔隙结构极大的提高必要气相的过饱和度，从而实现了SiCNWs的PIP无催化原位生长。

公开(公告)号：CN115073195B

公开(公告)日：2023-04-18

申请号：CN202210626822.5

申请日：2022-06-05

Applicant: 西北工业大学

Inventor： 叶昉 ,  成来飞 ,  许泽水 ,  吕鑫元 ,  张立同

IPC: C04B35/80 ,  C04B35/591 ,  C04B35/622 ,  C04B35/638 ,  B33Y70/10

Abstract: 本发明涉及一种用于3D打印雷达天线罩的氮化硅晶须增强氮化物复合材料及制备和打印方法，对硅粉进行预氧化，然后配制Si3N4w‑Si双固相浆料，将混合均匀的浆料采用喷雾造粒法制成高强度的Si3N4w/Si复合微球，再将复合微球与Si粉机械混合，由此制得用于后续3D打印的粉体。根据雷达天线罩三维模型，采用粉末3D打印技术成型素坯，打印完成后，对素坯依次进行固化、脱粉、真空碳化和Si粉原位氮化等处理，由此获得具有一定结构强度和优良透波性能的Si3N4晶须预制体。根据使用需求，可在预制体中进一步制备氮化物基体，获得力学性能更加优异的氮化硅晶须增强氮化物复合材料雷达天线罩。本方法实现大尺寸复杂型面雷达天线罩的净尺寸成型，工艺可靠性高、制备周期短、成本低。