[發(fā)明專利]碳/碳復(fù)合材料與金屬材料的連接件及生產(chǎn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310368628.2
• 申請(qǐng)日: 2013-08-22
• 公開（公告）號(hào): CN103433494A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 廖寄喬;李軍;邰衛(wèi)平;王躍軍;龔玉良;譚周建;李丙菊;劉學(xué)文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南金博復(fù)合材料科技有限公司
• 主分類號(hào): B22F7/08
• 分類號(hào): B22F7/08
• 代理公司: 益陽市銀城專利事務(wù)所 43107
• 代理人: 舒斌

1.一種碳/碳復(fù)合材料與金屬材料的連接件，其特征是它包括碳/碳復(fù)合材料基層坯體、金屬材料基層坯體及連接碳/碳復(fù)合材料基層坯體與金屬材料基層坯體的連接層，所述的連接層為制備在碳/碳復(fù)合材料基層坯體表面的金屬粒子層，所述的金屬粒子層為碳/碳復(fù)合材料基層坯體經(jīng)液相浸漬、煅燒還原步驟制備。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳/碳復(fù)合材料與金屬材料的連接件，其特征是所述金屬粒子層的厚度為0.01μm～100μm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳/碳復(fù)合材料與金屬材料的連接件，其特征是所述的金屬材料基層坯體由合金或銅或鋁或鐵中的一種材料制備。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳/碳復(fù)合材料與金屬材料的連接件，其特征是所述連接件的碳/碳復(fù)合材料基層坯體、金屬材料基層坯體界面的剪切強(qiáng)度為10MPa～50MPa。

5.一種碳/碳復(fù)合材料與金屬材料的連接件生產(chǎn)方法，其特征是它包括下列步驟：

⑴碳/碳復(fù)合材料基層坯體制備：將碳/碳復(fù)合材料坯體機(jī)加工成所需形狀的碳/碳復(fù)合材料基層坯體，洗滌、烘干后備用；

⑵浸漬：將步驟⑴制得的碳/碳復(fù)合材料基層坯體放入裝有含有至少一種金屬離子的醇水溶液的容器中浸漬1h～50h，然后將溶液升溫到80℃～150℃，保溫1h～10h，冷卻至室溫后，將碳/碳復(fù)合材料基層坯體從容器中取出常溫下陰干，即在碳/碳復(fù)合材料基層坯體表面制備金屬鹽涂層；

⑶連接層制備：將步驟⑵制得的碳/碳復(fù)合材料基層坯體放入還原爐中，在300℃～1200℃下，通入氫氣進(jìn)行煅燒還原，還原時(shí)間為1h～50h，之后冷卻至常溫，制得表面有金屬粒子層的碳/碳復(fù)合材料基層坯體；

⑷金屬材料基層坯體制備：將金屬材料按所需結(jié)構(gòu)和形狀制成金屬材料基層坯體，對(duì)金屬材料基層坯體的連接面進(jìn)行磨砂處理；

⑸復(fù)合處理：將步驟⑶制得的碳/碳復(fù)合材料基層坯體和步驟⑷制得的金屬材料基層坯體夾裝，且碳/碳復(fù)合材料基層坯體上的金屬粒子層與金屬材料基層坯體的連接面相鄰，然后將其放入真空爐中，加熱至500℃～2200℃，在0.01MPa～10MPa壓力下，保持10min～500min，使碳/碳復(fù)合材料基層坯體上的金屬粒子層與金屬材料基層坯體的連接面形成冶金結(jié)合，即制得碳/碳復(fù)合材料與金屬材料的連接件。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的碳/碳復(fù)合材料與金屬材料的連接件生產(chǎn)方法，其特征是在步驟⑴中，洗滌、烘干前，將制得的碳/碳復(fù)合材料基層坯體放入高溫爐中進(jìn)行純化處理，在真空或保護(hù)氣氛條件下加熱去除其中雜質(zhì)，純化溫度為1800℃～2500℃，保溫時(shí)間為2h～6h。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的碳/碳復(fù)合材料與金屬材料的連接件生產(chǎn)方法，其特征是在步驟⑵中，所述含有至少一種金屬離子的醇水溶液的配制方法為將至少一種金屬鹽溶于水中，無水乙醇的體積占溶液總體積的5﹪～30﹪，尿素水溶液占溶液總體積的5﹪～20﹪，水、無水乙醇和尿素水溶液的體積百分比之和為100﹪，溶液中加入0.5mol/L～3mol/L的尿素水溶液與無水乙醇，配制成金屬離子總濃度為0.05mol/L～5mol/L的水溶液。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的碳/碳復(fù)合材料與金屬材料的連接件生產(chǎn)方法，其特征是所述的金屬鹽為易溶于水的硝酸鹽或硫酸鹽或氯化鹽中的一種或組合。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的碳/碳復(fù)合材料與金屬材料的連接件生產(chǎn)方法，其特征是在步驟⑵中，所述的金屬離子為銅離子或鋁離子或鐵離子或鎳離子或鑭離子或鉻離子中的一種或組合。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的碳/碳復(fù)合材料與金屬材料的連接件生產(chǎn)方法，其特征是在步驟⑶中，金屬粒子層的厚度為0.01μm～100μm。