[發明專利]帶激光焊接層的鋁碳化硅復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310290676.4
• 申請日: 2013-07-11
• 公開（公告）號: CN103367270A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 李順;白書欣;熊德贛;趙恂;萬紅;張虹
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: H01L23/29
• 分類號: H01L23/29;H01L21/48;C04B38/00;C04B35/565;C04B41/88
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 趙洪

1.一種帶激光焊接層的鋁碳化硅復合材料，其特征在于，所述帶激光焊接層的鋁碳化硅復合材料由激光焊接層和鋁碳化硅層組成；所述激光焊接層由純鋁或鋁合金構成，所述鋁合金包含硅和鋁，設所述鋁合金中硅和鋁的體積分數分別為a和b，則0＜a≤30%，30%≤b＜100%；所述鋁碳化硅層由碳化硅和所述純鋁組成，或者由碳化硅和所述鋁合金組成，其中碳化硅的體積分數為30%～70%。

2.根據權利要求1所述的帶激光焊接層的鋁碳化硅復合材料，其特征在于，所述鋁碳化硅層中的鋁和所述激光焊接層中的鋁為連續分布相。

3.根據權利要求1或2所述的帶激光焊接層的鋁碳化硅復合材料，其特征在于，所述激光焊接層的厚度為0.3mm～2.5mm。

4.一種如權利要求1～3中任一項所述的帶激光焊接層的鋁碳化硅復合材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）制備碳化硅造粒粉：按質量分數計，分別稱取1.0%～5.0%的粘結劑、0～35.0%的造孔劑和60.0%～99.0%的碳化硅粉，先將粘結劑加入有機溶劑中完全溶解后得到粘結劑溶液，然后將碳化硅粉、造孔劑和粘結劑溶液混合并充分攪拌得到碳化硅漿料，再對碳化硅漿料進行造粒，得到碳化硅造粒粉；

（2）制備碳化硅預制件：稱取步驟（1）得到的碳化硅造粒粉，先將碳化硅造粒粉鋪設于一凹模中，然后通過一凸膜對凹模中鋪設的碳化硅造粒粉施加30MPa～200MPa的成型壓力，恒壓1min～3min，卸壓后經脫模得到碳化硅素坯；將所得碳化硅素坯升溫至700℃～1000℃，并保溫60min～120min，進行高溫燒結處理，得到多孔的碳化硅預制件；

（3）真空壓力浸滲法制備帶激光焊接層的鋁碳化硅復合材料：將步驟（2）得到的碳化硅預制件放置于一模具內腔中，碳化硅預制件的上端面與模具內腔之間留有間隙；將裝有碳化硅預制件的模具與純鋁或鋁合金置于浸滲爐中抽真空，同時雙室加熱，控制浸滲爐中碳化硅預制件的溫度為500℃～700℃，控制純鋁的溫度或鋁合金的溫度為熔點以上50℃～150℃，形成純鋁熔液或鋁合金熔液，停止抽真空和雙室加熱；向純鋁熔液或鋁合金熔液施加1MPa～20MPa的浸滲壓力，保壓2min～60min，將純鋁熔液或鋁合金熔液壓入碳化硅預制件的孔隙中以及碳化硅預制件與模具內腔的間隙中，待浸滲爐冷卻后開爐取件，得到帶激光焊接層的鋁碳化硅復合材料。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述粘結劑包括有機硅樹脂、聚碳硅烷或磷酸鋁，所述造孔劑包括淀粉或石蠟，所述有機溶劑包括丙酮、汽油或水。

6.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述碳化硅造粒粉的粒徑在10目～100目之間。

7.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述雙室加熱的時間為1h～5h。

8.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟（3）中抽真空至浸滲爐內真空度小于1000Pa。