公开(公告)号：US20130052415A1

公开(公告)日：2013-02-28

申请号：US13268101

申请日：2011-10-07

申请人： Andrew J. Burns ,  Gary B. Merrill ,  John R. Paulus

发明人： Andrew J. Burns ,  Gary B. Merrill ,  John R. Paulus

IPC分类号： B32B3/00 ,  B28B3/00 ,  B29C59/00 ,  B82Y30/00

CPC分类号： F01D25/007 ,  B22F3/22 ,  B22F5/04 ,  B22F7/02 ,  B22F7/06 ,  B22F2005/005 ,  C04B35/62222 ,  C23C24/08 ,  F01D25/005 ,  Y10T428/12472 ,  Y10T428/239 ,  Y10T428/24355 ,  Y10T428/24529 ,  Y10T428/24545

摘要： A method of manufacturing a substrate (16) with a ceramic thermal barrier coating (28, 32). The interface between layers of the coating contains an engineered surface roughness (12, 24) to enhance the mechanical integrity of the bond there between. The surface roughness is formed in a surface of a mold (10,20) and is infused by a subsequently cast layer of material (16, 28). The substrate may be partially sintered (76) prior to application of the coating layer(s) and the coated substrate and coating layer(s) may be co-sintered to form a fully coherent strain-free interlayer.

摘要翻译： 一种用陶瓷热障涂层（28,32）制造衬底（16）的方法。 涂层之间的界面包含工程表面粗糙度（12,24），以增强其间的结合的机械完整性。 表面粗糙度形成在模具（10,20）的表面中，并且被随后浇铸的材料层（16,28）输注。 在施加涂层之前，基材可以部分烧结（76），并且涂覆的基材和涂层可以被共烧结以形成完全相干的无应变中间层。

公开(公告)号：US08137611B2

公开(公告)日：2012-03-20

申请号：US11082415

申请日：2005-03-17

申请人： Gary B. Merrill ,  Christian X. Campbell ,  Thomas Barrett Jackson

发明人： Gary B. Merrill ,  Christian X. Campbell ,  Thomas Barrett Jackson

IPC分类号： B28B1/16 ,  B28B1/44 ,  B28B1/48 ,  B64C11/24 ,  B64C11/20

CPC分类号： B28B1/008 ,  B28B19/00 ,  B32B1/00 ,  B32B1/08 ,  B32B3/04 ,  B32B9/005 ,  B32B2264/101 ,  B32B2264/102 ,  C04B35/50 ,  C04B35/80 ,  C04B38/067 ,  C04B2235/3229 ,  Y10T428/24479

摘要： A method of processing solid core ceramic matrix composite articles. The method improves the physical characteristics of the article by forming the airfoil using a co-processing method wherein a refractory ceramic is cast against a preformed ceramic matrix composite (CMC) shell. In one aspect, the shell is continuous to help prevent delaminations. In another aspect, the shell is open. In one embodiment, the article includes a split line. The split line helps the article to be less susceptible to damage caused from internal strain.

摘要翻译： 固体陶瓷基复合材料的加工方法。 该方法通过使用协同处理方法形成翼型来改善制品的物理特性，其中耐火陶瓷与预制的陶瓷基复合材料（CMC）壳体相对铸造。 在一个方面，壳是连续的以帮助防止分层。 另一方面，壳体是敞开的。 在一个实施例中，物品包括分割线。 分割线帮助物品不易受内部应变造成的损坏。

公开(公告)号：US20110299990A1

公开(公告)日：2011-12-08

申请号：US12794972

申请日：2010-06-07

申请人： John J. Marra ,  Allister W. James ,  Gary B. Merrill

发明人： John J. Marra ,  Allister W. James ,  Gary B. Merrill

IPC分类号： F01D5/14 ,  B22D23/00 ,  B23P15/02

CPC分类号： B23P15/02 ,  B22C9/04 ,  B22C9/10 ,  F01D5/147 ,  F01D21/003 ,  Y10T29/49336

摘要： A turbine airfoil usable in a turbine engine and including a depth indicator for determining outer wall blade thickness. The airfoil may include an outer wall having a plurality of grooves in the outer surface of the outer wall. The grooves may have a depth that represents a desired outer surface and wall thickness of the outer wall. The material forming an outer surface of the outer wall may be removed to be flush with an innermost point in each groove, thereby reducing the wall thickness and increasing efficiency. The plurality of grooves may be positioned in a radially outer region of the airfoil proximate to the tip.

摘要翻译： 一种可用于涡轮发动机并且包括用于确定外壁叶片厚度的深度指示器的涡轮机翼型。 翼型件可以包括在外壁的外表面中具有多个凹槽的外壁。 凹槽可以具有表示外壁的期望外表面和壁厚的深度。 形成外壁的外表面的材料可以被去除以与每个凹槽中的最内点齐平，从而减小壁厚并提高效率。 多个槽可以定位在靠近尖端的翼型件的径向外部区域中。

公开(公告)号：US20110143162A1

公开(公告)日：2011-06-16

申请号：US12637030

申请日：2009-12-14

申请人： Gary B. Merrill ,  Andrew J. Burns

发明人： Gary B. Merrill ,  Andrew J. Burns

IPC分类号： B32B1/00 ,  B29C65/00 ,  B32B38/04 ,  B32B15/00 ,  B32B5/00 ,  B44C1/22

CPC分类号： B23K20/021 ,  B23P15/04 ,  B23P15/246 ,  B23P2700/12 ,  B33Y80/00 ,  F01D5/147 ,  F05D2230/30 ,  Y10T156/10 ,  Y10T156/1052 ,  Y10T428/1241 ,  Y10T428/12493

摘要： A method of manufacturing a component, including providing a three-dimensional computer model of the component to be produced; deconstructing the three-dimensional computer model by defining a plurality of model slices; forming a plurality of metallic foils, where each foil corresponds to a specific model slice; assembling the plurality of formed foils in a tool to form a three-dimensional component stack; and bonding the three-dimensional component stack to form the component. Characteristics of the foils may differ in various portions of the stack, such as being a different material, having a different thickness, or having a different grain orientation. The control of dimensional tolerances of internal structures, such as cooling passages, in three dimensions is devolved into two separate steps of 1) selecting a thickness of each slice/foil, and 2) controlling in two dimensions a material removal process applied to the respective foil.

摘要翻译： 一种制造部件的方法，包括提供要生产的部件的三维计算机模型; 通过定义多个模型切片来解构三维计算机模型; 形成多个金属箔，其中每个箔对应于特定的模型切片; 将多个形成的箔组装在工具中以形成三维组件堆叠; 并结合三维组件堆叠以形成组件。 箔的特征可能在堆叠的各个部分不同，例如具有不同厚度的不同材料，或具有不同的晶粒取向。 三维内部结构（如冷却通道）的尺寸公差的控制被分解为两个单独的步骤：1）选择每个切片/箔的厚度，以及2）在二维中控制施加到相应的材料的材料去除过程 挫败。

公开(公告)号：US20100291349A1

公开(公告)日：2010-11-18

申请号：US12464512

申请日：2009-05-12

申请人： Gary B. Merrill ,  Jay A. Morrison

发明人： Gary B. Merrill ,  Jay A. Morrison

IPC分类号： B32B3/00

CPC分类号： C04B35/80 ,  B32B18/00 ,  C04B2237/38 ,  C04B2237/64 ,  Y10T428/24479 ,  Y10T428/24562 ,  Y10T428/24612 ,  Y10T428/249928

摘要： A ceramic matrix composite (CMC) structure 12 includes a plurality of layers (e.g., 16, 18, 20) of ceramic fibers. The CMC structure 12 further includes a plurality of spaced apart objects 22 on at least some of the plurality of layers along a thickness of the composite structure. The inclusion of the objects introduces an out-of-plane fiber displacement arranged to increase an interlaminar shear strength of the structure.

摘要翻译： 陶瓷基复合材料（CMC）结构12包括陶瓷纤维的多个层（例如16,18,20）。 CMC结构12还沿着复合结构的厚度在多个层中的至少一些层上包括多个间隔开的物体22。 包含物体引入布置成增加结构的层间剪切强度的面外光纤位移。

公开(公告)号：US20100291348A1

公开(公告)日：2010-11-18

申请号：US12464543

申请日：2009-05-12

申请人： Jay A. Morrison ,  Gary B. Merrill

发明人： Jay A. Morrison ,  Gary B. Merrill

IPC分类号： B32B3/06 ,  B29C69/00

CPC分类号： C04B35/80 ,  B32B18/00 ,  C04B2235/945 ,  C04B2237/38 ,  C04B2237/64 ,  Y10T156/1039 ,  Y10T156/1044 ,  Y10T428/24124 ,  Y10T428/24132 ,  Y10T428/24479 ,  Y10T428/24529 ,  Y10T428/249928

摘要： Methodology and tooling arrangements for increasing interlaminar shear strength in a ceramic matrix composite (CMC) structure are provided. The CMC structure may be formed by a plurality of layers of ceramic fibers disposed between a top surface and a bottom surface of the composite structure. A plurality of surface recesses are formed on the surfaces of the structure. For example, each of the surfaces of the composite structure may be urged against corresponding top and bottom surfaces of a tool having a plurality of asperities. The plurality of surface recesses causes an out-of-plane sub-surface fiber displacement along an entire thickness of the structure, and the sub-surface fiber displacement is arranged to increase an interlaminar shear strength of the structure.

摘要翻译： 提供了用于增加陶瓷基体复合材料（CMC）结构中的层间剪切强度的方法和工具布置。 CMC结构可以由布置在复合结构的顶表面和底表面之间的多层陶瓷纤维形成。 在结构的表面上形成多个表面凹部。 例如，复合结构的每个表面可以被推压到具有多个凹凸的工具的相应的顶部和底部表面上。 所述多个表面凹部沿着所述结构的整个厚度引起面外亚表面纤维位移，并且所述次表面纤维位移被布置成增加所述结构的层间剪切强度。

公开(公告)号：US07799405B1

公开(公告)日：2010-09-21

申请号：US11607345

申请日：2006-12-01

申请人： Steve James Vance ,  Gary B. Merrill ,  Alfred Paul Matheny ,  Jay A. Morrison

发明人： Steve James Vance ,  Gary B. Merrill ,  Alfred Paul Matheny ,  Jay A. Morrison

IPC分类号： B32B3/24 ,  C03B29/00

CPC分类号： B32B38/00 ,  B32B18/00 ,  B32B38/0012 ,  B32B38/10 ,  B32B2038/045 ,  B32B2315/02 ,  C04B2237/38 ,  C04B2237/62 ,  C04B2237/64 ,  Y10T428/24008 ,  Y10T428/24017 ,  Y10T428/24182 ,  Y10T428/24198 ,  Y10T428/24281 ,  Y10T428/24289 ,  Y10T428/24339

摘要： The interlocking of two or more sections via the insertion of one or more out-of-plane features in one section or combination of sections through a void in one or more a complementary sections can result in a reinforced ceramic matrix composite article upon securing of the sections. The sections can be secured by friction between two tightly matched sections or by the use of a pin, hook, or clamp. The sections can be constructed from one or more CMC laminate sheets. The out-of-plane feature can be a loop or a flange and the void can be an orifice or a matched loop in the complementary sheet. The securing of the sections can result in a CMC article where the delamination between sheets is inhibited.

摘要翻译： 通过在一个部分中插入一个或多个平面外部特征或通过一个或多个互补部分中的空隙的部分组合来连接两个或多个部分可以导致加固的陶瓷基体复合制品， 部分。 这些部分可以通过两个紧密匹配的部分之间的摩擦或通过使用销，钩或夹具来固定。 这些部分可以由一个或多个CMC层压板构成。 平面外的特征可以是环或法兰，空隙可以是互补片中的孔或匹配环。 这些部分的固定可导致CMC制品，其中片材之间的分层被抑制。

公开(公告)号：US20080206542A1

公开(公告)日：2008-08-28

申请号：US11709698

申请日：2007-02-22

申请人： Steven J. Vance ,  Gary B. Merrill

发明人： Steven J. Vance ,  Gary B. Merrill

IPC分类号： B32B3/26

CPC分类号： F01D11/122 ,  F05D2230/10 ,  F05D2230/13 ,  F05D2230/31 ,  F05D2300/21 ,  F05D2300/603 ,  Y10T428/249953

摘要： A ceramic matrix composite with an enhanced abradability has a patterned surface with an array of solid composite material and voids where the voids extend into but not through the composite. The flow of gas through the voids as the surface is traversed by an impinging component, such as a turbine blade tip, is inhibited by the shape and size of the voids which can be sealed by the passing blade tip. Separately or additionally the inhibition of gas flow can result from the filling of the voids with a ceramic material of higher abradability than the ceramic matrix composite.

摘要翻译： 具有增强的耐磨性的陶瓷基复合材料具有带有固体复合材料和空隙阵列的图案化表面，其中空隙延伸到复合材料中而不通过复合材料。 当表面被诸如涡轮机叶片尖端的冲击部件穿过时，通过空隙的气体的流动被可被通过的叶片尖端密封的空隙的形状和尺寸所抑制。 单独地或另外地，气体流动的抑制可以由具有比陶瓷基质复合材料更高磨损性的陶瓷材料填充空隙产生。

公开(公告)号：US07351364B2

公开(公告)日：2008-04-01

申请号：US10767012

申请日：2004-01-29

申请人： Jay A. Morrison ,  Gary B. Merrill ,  Steven James Vance ,  Michael A. Burke

发明人： Jay A. Morrison ,  Gary B. Merrill ,  Steven James Vance ,  Michael A. Burke

IPC分类号： B28B11/00 ,  B28B5/00 ,  B29C33/76

CPC分类号： B28B7/342 ,  B28B11/08 ,  B28B19/00 ,  C04B2235/6028 ,  F05D2300/6033 ,  Y10S264/44

摘要： A method of manufacturing a hybrid structure (100) having a layer of CMC material (28) defining an interior passageway (24) and a layer of ceramic insulating material (18) lining the passageway. The method includes the step of casting the insulating material to a first thickness required for effective casting but in excess of a desired second thickness for use of the hybrid structure. An inner mold (14) defining a net shape desired for the passageway remains in place after the casting step to mechanically support the insulating material during a machining process used to reduce the thickness of the insulating material from the as-cast first thickness to the desired second thickness. The inner mold also provides support as the CMC material is deposited onto the insulating material. The inner mold may include a fugitive material portion (20) to facilitate its removal after the CMC material is formed.

摘要翻译： 一种制造具有限定内部通道（24）的CMC材料层（28）和衬套通道的陶瓷绝缘材料层（18）的混合结构（100）的方法。 该方法包括将绝缘材料浇铸到有效铸造所需的第一厚度但超过所需的第二厚度以用于混合结构的步骤。 限定通道所需的净形状的内模（14）在铸造步骤之后保持就位，以在用于将绝缘材料的厚度从铸造第一厚度减小到期望的机械加工过程期间机械地支撑绝缘材料 第二厚度。 当CMC材料沉积到绝缘材料上时，内模还提供支撑。 内部模具可以包括短暂材料部分（20），以便在形成CMC材料之后便于其移除。

公开(公告)号：US20080025838A1

公开(公告)日：2008-01-31

申请号：US11492589

申请日：2006-07-25

申请人： Bonnie D. Marini ,  Douglas A. Keller ,  David C. Radonovich ,  Gary B. Merrill ,  Steven J. Vance ,  Anthony L. Schiavo

发明人： Bonnie D. Marini ,  Douglas A. Keller ,  David C. Radonovich ,  Gary B. Merrill ,  Steven J. Vance ,  Anthony L. Schiavo

IPC分类号： F01D5/20

CPC分类号： F01D25/246 ,  F05D2300/21 ,  F05D2300/6033

摘要： Aspects of the invention are directed to a ceramic matrix composite ring seal segment. The ring seal segment according to aspects of the invention includes a relatively simple body that is circumferentially curved. At least a portion of the hot gas path surface of the ring seal segment can be coated with a thermal insulating. material. In one embodiment, each ring seal segment can be operatively connected to a stationary support structure, such as by way of isolation rings. The ring seal segments and/or the isolation rings can be configured so as to restrain the ring seal segments in the axial, radial and/or circumferential directions. The ring seal segments can be attached to the isolation rings so that the support points act opposite the operating pressure loads. Thus, the ring seal segments carry these loads in compression, a strong direction of the CMC fibers.

摘要翻译： 本发明的方面涉及一种陶瓷基复合环密封段。 根据本发明的方面的环形密封段包括周向弯曲的相对简单的主体。 环形密封段的热气体路径表面的至少一部分可以被涂覆绝热。 材料。 在一个实施例中，每个环形密封段可以可操作地连接到固定的支撑结构，例如通过隔离环。 环形密封段和/或隔离环可以构造成在轴向，径向和/或圆周方向上限制环形密封段。 环形密封段可以连接到隔离环，使得支撑点与操作压力负载相反。 因此，环形密封段承受这些负载在CMC纤维的强力方向的压缩。