发明名称 纤维强化陶磁母材之复合材料内燃机排气歧管
摘要 本发明系是有关于内燃引擎或其类似物之零件,更特定而言之,本发明系是有关于一用于内燃引擎应用之由强化陶瓷复合材料所制成之排气歧管(10)。本发明系解决引擎因热冲击、微小冲击之损坏、腐蚀、引擎重量和其类似原因所造成之无法作用之问题。一个用来形成该排气歧管(10)之方法系包括有以下之步骤:形成一可铸造单片陶瓷材料之衬套,该衬套上系包括有小孔,以一预陶瓷聚合物树脂来填充该小孔,以一介面材料来涂覆强化纤维,形成一预陶瓷聚合物树和该被涂覆有介面材料之纤维之一混合物,以该混合物来形成一排气歧管形状之结构,其中,该排气歧管形状结构之形成系藉由将该混合物置放在该可铸造材料之至少一部分上来达成之,及加热该结构,藉此以形成一强化陶瓷复合结构。
申请公布号 TW307810 申请公布日期 1997.06.11
申请号 TW085109144 申请日期 1996.07.26
申请人 诺斯洛普葛鲁门公司 发明人 史堤芬.唐诺.阿特慕;汤玛士.爱德华.史托塞
分类号 F01N7/16 主分类号 F01N7/16
代理机构 代理人 林镒珠 台北巿长安东路二段一一二号九楼
主权项 1.一种制造用于一引擎之由耐高温纤维强化陶瓷母材复合材料所形成之排气歧管之方法,其系包括有以下之步骤:a)形成一可铸造单片陶瓷材料之衬套,该衬套上系包括有孔洞;b)以一预陶瓷聚合物树脂来填充该可铸造单片陶瓷材料之孔洞;c)以一介面材料来涂覆强化纤维,藉此以防止陶瓷聚合物树脂一来太牢固地粘附至该强化纤维上;d)形成一预陶瓷聚合物树脂和该涂覆有介面材料之强化纤维之一混合物;e)以该预陶瓷聚合物树脂和该涂覆有介面材料之强化纤维之一混合物形成一具排气歧管形状之结构,其中,该具排气管形状结构之形成是藉由将该混合物置放在该可铸造单片陶瓷材料之至少一部分上来达成之;及f)以一充分的温度来加热该具有排气管形成之结构一充分的时间,藉此以将该预陶瓷聚合物树脂换成一陶瓷,藉此以形成一强化陶瓷复合材料。2.如申请专利范围第1项之制造用于一引擎之由耐高温纤维强化陶瓷母材复合材料所形成之排气歧管之方法,其中,以一介面材料涂覆该强化纤维之步骤系包括有:以下面材料中之至少一者之介面材料来涂覆该强化纤维使其具有一层为0.1至5.0微米之介面材料:碳、氮化矽、碳化矽、羰基矽或氮化硼。3.如申请专利范围第1项之制造用于一引擎之由耐高温纤维强化陶瓷母材复合材料所形成之排气歧管之方法,其中,以一介面材料涂覆强化纤维之步骤系包括有:以该介面材料来涂覆下述纤维中之至少一者之强化纤维:氧化铝纤维、Altex纤维、Nextel 312纤维、Nextel 1440纤维、Nextel 1510纤维、Nextel1550纤维、氮化矽纤维、碳化矽纤维、HPZ纤维、石墨纤维、碳纤维、及泥炭纤维。4.如申请专利范围第1项之制造用于一引擎之由耐高温纤维强化陶瓷母材复合材料所形成之排气歧管之方法,其中,该形成一预陶瓷聚合物树脂和该涂覆有介面材料之强化纤维之一混合物之步骤,其系包括有:混合该涂覆有介面材料之纤维和一选自以下集团之材料:由市面可获得之预陶瓷聚合物树脂,例如像是矽一羰基树脂、氧化铝-矽酸盐或单铝磷酸盐树脂。5.如申请专利范围第1项之制造用于一引擎之由耐高温纤维强化陶瓷母材复合材料所形成之排气歧管之方法,其中,以该预陶瓷聚合物树脂和该涂覆有介面材料之强化纤维之混合物来形成一具排气歧管形状之结构之步骤,其系包括有:在压力下挤压该预陶瓷聚合物树脂和该涂覆有介面材料之强化纤维之混合物,使其在加热前来进入一形成该歧管形状结构之模具中。6.如申请专利范围第1项之制造用于一引擎之由耐高温纤维强化陶瓷母材复合材料所形成之排气歧管之方法,其中,在该加热步骤(d)后,其系进一步包含有以下之步骤:a)将该陶瓷歧管置入一模具中;及,b)将熔融金属注入该模具环绕该陶瓷歧管之部分上,藉此以增加额外的金属制造构元件至该陶瓷歧管上。7.一种制造用于一引擎之由耐高温纤维强化陶瓷母材复合材料所形成之排气歧管之方法,其系包括有以下之步骤:a)形成一可铸造单片陶瓷材料之衬套,该衬套上系包括有孔洞;b)以一预陶瓷聚合物树脂来填充该可铸造单片陶瓷材料之孔洞;c)以一介面材料来涂覆强化纤维,藉此以防止一预陶瓷聚合物树脂来太牢固地粘附至该强化纤维上,该强化纤维系包含下述纤维中之至少一种纤维:氧化铝纤维、Altex纤维、Nextel 312纤维、Nextel 1440纤维、Nextel 1510纤维、Nextel 1550纤维、氮化矽纤维、碳化矽纤维、HPZ纤维、石墨纤维、碳纤维、及泥炭纤维该介面材料系包含有下面材料中之至少一者之数毫米厚度镀层:碳、氮化矽、碳化矽、羰基矽或氮化硼。d)形成一预陶瓷聚合物树脂和该涂覆有介面材料之强化纤维之一混合物,其中,该预陶瓷聚合物树脂系选自包含下述树脂之集团:矽-羰基树脂、氧化铝-矽酸盐或单铝磷酸盐树脂;e)以该陶瓷聚合物树脂和该涂覆有介面材料之强化纤维之一混合物来形成一具排气歧管形状之结构,其中,该具排气形状结构之形成是藉由将该混合物置放在该可铸造单片陶瓷材料之至少一部分上来达成之;及f)以一充分的温度来加热该具有排气管形成之结构一充分的时间,藉此以将该预陶瓷聚合物树脂换成一陶瓷,藉此以形成一强化陶瓷复合材料。8.如申请专利范围第7项之制造用于一引擎之由耐高温纤维强化陶瓷母材复合材料所形成之排气歧管之方法,其中,形成该预陶瓷聚合物树脂和该涂覆有介面材料之强化纤维之一混合物之步骤,其系包括有:以该预陶瓷聚合物树脂来将一涂覆有介面材料之强化纤维之编织布料垫片浸透。9.如申请专利范围第8项之制造用于一引擎之由耐高温纤维强化陶瓷母材复合材料所形成之排气歧管之方法,其中,以该预陶瓷聚合物树脂和该涂覆有介面材料之混合物来形成一排气歧管形状结构之步骤,其进一步包含有:在加热前,在一模子中以一压力来挤压该由强化纤维所编织而成之布料垫片,其中,该强化纤维是被涂覆有介面材料,且其是被该预陶瓷聚合物树脂所浸透。10.如申请专利范围第7项之制造用于一引擎之由耐高温纤维强化陶瓷母材复合材料所形成之排气歧管之方法,其中,在该加热步骤(d)后,其是额外地包含以下之步骤:a)置放该歧管在一模具中;及b)将熔融金属注入该模具中环绕该歧管的部分,藉此以增加额外的结构性金属元件至该歧管上。11.一种制造用于一引擎之由耐高温纤维强化陶瓷母材复合材料所形成之排气歧管之方法,其系包括有以下之步骤:a)形成一可铸造单片陶瓷材料之衬套,该衬套上系包括有小孔;b)以一预陶瓷聚合物树脂来填充该可铸造单片陶瓷材料上之小孔;c)以一介面材料来涂覆强化纤维,藉此以防止一预陶瓷聚合物树脂来直接地粘附至该强化纤维上,该强化纤维系包含下述纤维中之至少一种纤维:氧化铝纤维、Altex纤维、Nextel 312纤维、Nextel 1440纤维、Nextel 1510纤维、Nextel 1550纤维、氮化矽纤维、碳化矽纤维、HPZ纤维、石墨纤维、碳纤维、及泥炭纤维该介面材料系包含有下面材料中之至少一者之0.1至5.0微米厚度镀层:碳、氮化矽、碳化矽、羰基矽或氮化硼。d)形成一矽-羰基树脂和该涂覆有介面材料之强化纤维之混合物;e)以该矽-羰基树脂和该涂覆有介面材料之强化纤维之混合物来形成一排气歧管形状之结构,其形成方法是将该混合物置放在可铸造单片陶瓷材料之至少一部分上;及f)以一温度来加热该排气歧管形状之结构一充分的时间,藉此以将该矽-羰基树脂转换成一陶瓷。12.如申请专利范围第11项之制造用于一引擎之由耐高温纤维强化陶瓷母材复合材料所形成之排气歧管之方法,其中,形成矽-羰基树脂和该涂覆有介面材料之强化纤维之一混合物之步骤,其系包括有:以该矽-羰基树脂来将一涂覆有介面材料之强化纤维之编织布料垫片浸透。13.如申请专利范围第12项之制造用于一引擎之由耐高温纤维强化陶瓷母材复合材料所形成之排气歧管之方法,其中,形成矽-羰基树脂和该涂覆有介面材料之强化纤维之一混合物之步骤,其系额外地包括有以下之步骤:在加热前,在一模子中以一压力来挤压该由强化纤维所编织而成之布料垫片,其中,该强化纤维是被涂覆有介面材料,且其是被该矽-羰基树脂所浸透。14.如申请专利范围第11项之制造用于一引擎之由耐高温纤维强化陶瓷母材复合材料所形成之排气歧管之方法,其中,在该加热步骤(d)后,其是额外地包含以下之步骤:a)将该被加热后之歧管浸入一矽-羰基树脂之容槽中,藉此以利用该矽-羰基树脂将在该歧管中因排气所形成之小孔填满;b)以一温度来再加热该歧管一充分的时间,藉此以将该矽-羰基树脂转换成陶瓷;及c)重覆a)和b)之步骤直到因排气所形成之小孔之剩余体积是低于一数量以使该歧管有一最大的强度。15.如申请专利范围第11项之制造用于一引擎之由耐高温纤维强化陶瓷母材复合材料所形成之排气歧管之方法,其中,在该加热步骤(d)后,其是额外地包含以下之步骤:a)置放该歧管在一模具中;及b)将熔融金属注入该模具中环绕该歧管的部分,藉此以增加额外的结构性金属元件至该歧管上。16.如申请专利范围第15项之制造用于一引擎之由耐高温纤维强化陶瓷母材复合材料所形成之排气歧管之方法,其中,在该步骤(c)后,其是额外地包含以下之步骤:a)置放该歧管在一模具中;及b)将熔融金属注入该模具中环绕该歧管的部分,藉此以增加额外的结构性金属元件至该歧管上。17.如申请专利范围第1项之制造用于一引擎之由耐高温纤维强化陶瓷母材复合材料所形成之排气歧管之方法,其中,涂覆该强化纤维具有一界面材料之步骤,其系包括有:以该介面材料来涂覆强化纤维,其中,该强化纤维系包括陶瓷纤维,其系可来忍受在一惰气环境中来将该预陶瓷树脂转换成一陶瓷母材高处理温度。18.如申请专利范围第4项之制造用于一引擎之由耐高温纤维强化陶瓷母材复合材料所形成之排气歧管之方法,其中,形成预陶瓷聚合物树脂和涂覆有介面材料之强化纤维之混合物之步骤,其系包括有:将该涂覆有界面材料之强化纤维和一仿效典型结构性树脂复合物系统之处理过程之改良黏结性树脂混合。19.如申请专利范围第1项之制造用于一引擎之由耐高温纤维强化陶瓷母材复合材料所形成之排气歧管之方法,其中,形成一排气歧管之步骤系包括有:以该预陶瓷聚合物树脂和该涂覆有介面材料之强化纤维之一混合物来形成一具排气歧管形状之结构,其中,该具排气管形状结构之形成是藉由将该混合物置放在该可铸造单片陶瓷材料之一内侧部分上来达成之。20.如申请专利范围第1项之制造用于一引擎之由耐高温纤维强化陶瓷母材复合材料所形成之排气歧管之方法,其中,形成一排气歧管之步骤系包括有:以该预陶瓷聚合物树脂和该涂覆介面材料之强化纤维之一混合物来形成一具排气歧管形状之结构,其中,该具排气管形成结构之形成是藉由将该混合物置放在该可铸造单片陶瓷材料之一外侧部分上来达成之。21.如申请专利范围第1项之制造用于一引擎之由耐高温纤维强化陶瓷母材复合材料所形成之排气歧管之方法,其中,形成一排气歧管之步骤系包括有:以该预陶瓷聚合物树脂和该涂覆介面材料之强化纤维之一混合物来形成一具排气歧管形状之结构,其中,该具排气管形成结构之形成是藉由置放该混合物使其环绕该可铸造单片陶瓷材料来达成之。22.如申请专利范围第7项之制造用于一引擎之由耐高温纤维强化陶瓷母材复合材料所形成之排气歧管之方法,其中,形成一排气歧管之步骤系包括有:以该预陶瓷聚合物树脂和该涂覆介面材料之强化纤维之一混合物来形成一具排气歧管形状之结构,其中,该具排气管形成结构之形成是藉由将该混合物置放在该可铸造单片陶瓷材料之一内侧部分上来达成之。23.如申请专利范围第7项之制造用于一引擎之由耐高温纤维强化陶瓷母材复合材料所形成之排气歧管之方法,其中,形成一排气歧管之步骤系包括有:以该预陶瓷聚合物树脂和该涂覆介面材料之强化纤维之一混合物来形成一具排气歧管形状之结构,其中,该具排气管形成结构之形成是藉由将该混合物置放在该可铸造单片陶瓷材料之一外侧部分上来达成之。24.如申请专利范围第7项之制造用于一引擎之由耐高温纤维强化陶瓷母材复合材料所形成之排气歧管之方法,其中,形成一排气歧管之步骤系包括有:以该预陶瓷聚合物树脂和该涂覆介面材料之强化纤维之一混合物来形成一具排气歧管形状之结构,其中,该具排气管形成结构之形成是藉由置放该混合物使其环绕该可铸造单片陶瓷材料来达成之。25.如申请专利范围第11项之制造用于一引擎之由耐高温纤维强化陶瓷母材复合材料所形成之排气歧管之方法,其中,形成一排气歧管之步骤系包括有:以该预陶瓷聚合物树脂和该涂覆介面材料之强化纤维之一混合物来形成一具排气歧管形状之结构,其中,该具排气管形成结构之形成是藉由将该混合物置放在该可铸造单片陶瓷材料之一内侧部分上来达成之。26.如申请专利范围第11项之制造用于一引擎之由耐高温纤维强化陶瓷母材复合材料所形成之排气歧管之方法,其中,形成一排气歧管之步骤系包括有:以该预陶瓷聚合物树脂和该涂覆介面材料之强化纤维之一混合物来形成一具排气歧管形状之结构,其中,该具排气管形成结构之形成是藉由将该混合物置放在该可铸造单片陶瓷材料之一外侧部分上来达成之。27.如申请专利范围第11项之制造用于一引擎之由耐高温纤维强化陶瓷母材复合材料所形成之排气歧管之方法,其中,形成一排气歧管之步骤系包括有:以该预陶瓷聚合物树脂和该涂覆介面材料之强化纤维之一混合物来形成一具排气歧管形状之结构,其中,该具排气管形成结构之形成是藉由置放该混合物使其环绕该可铸造单片陶瓷材料来达成之。28.一种用于一引擎之由耐高温纤维强化陶瓷母材复合材料形成之排气歧管,其系包括有:一可铸造的单片陶瓷衬套,其系包括有孔洞,孔洞中系被填满有一以陶瓷形式存在之预陶瓷聚合物树脂;强化纤维,其是可涂覆有一介面材料以防止一预陶瓷聚合物树脂来太牢固地粘附至该强化纤维上;一具有排气歧管形状之结构,其是由一混合物所形成,该混合物系包括有一预陶瓷聚合物树脂和该涂覆上介面材料之强化纤维;且其中,该混合物是被置放在该可铸造之单片陶瓷材料之至少一部分上。图示简单说明:图式一系为一典型排气歧管结构之一简化平面视图。图式二系为图式一之该排气歧管在平面II/III/IV-II/III/IV上之剖面视图,其中,该歧管是为一习用技艺之金属歧管。图式三系为图式一女该排气歧管在平面II/III/IV-II/III/IV上之剖面视图,其中,该歧管是为一习用技艺之金属歧管,该金属歧管系具有一单片陶瓷衬套系在其之内部壁墙上。图式四系为图式一之该排气歧管在平面II/III/IV-II/III/IV上之剖面视图,其中,该歧管是为一依据本发明之全部为纤维强化陶瓷母材复合材料所制成之歧管。图式五是为一模具之部分去视图,其显示本发明之该全部为纤维强化陶瓷母材复合材料之歧管是如何来藉由将额外的结构性金属元件置放在模具中而来被附接有该金属元件。
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