[發(fā)明專利]基于Ti3

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711062538.5
• 申請日: 2017-10-27
• 公開（公告）號: CN107827477B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賈建剛;高昌琦;安亮;季根順;郝相忠;楊兆慶
• 申請（專利權(quán)）人: 蘭州理工大學(xué)
• 主分類號: C04B37/00
• 分類號: C04B37/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種基于Ti₃SiC₂?Al混合粉末為中間層的碳碳復(fù)合材料反應(yīng)擴散連接方法，包括如下步驟：將Al粉與Ti₃SiC₂粉末按一定比例混合攪拌均勻，得Ti₃SiC₂?Al混合粉末；將所得的Ti₃SiC₂?Al混合粉末均勻鋪在經(jīng)清洗后的兩塊C/C復(fù)合材料之間，粉末松裝厚度為1mm；將上述裝有Ti₃SiC₂?Al混合粉末中間層的C/C復(fù)合材料在保護氣氛下溫度為1450℃，壓力為10?20Mpa的條件下加壓保溫30min即可。本發(fā)明以Ti₃SiC₂粉為主要成分，加入適量Al粉，通過固相擴散和反應(yīng)燒結(jié)的方法實現(xiàn)了C/C復(fù)合材料之間的穩(wěn)定的高溫高強度連接。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及材料加工領(lǐng)域，具體涉及一種基于Ti₃SiC₂-Al混合粉末為中間層的碳碳復(fù)合材料反應(yīng)擴散連接方法。

背景技術(shù)

目前，C/C復(fù)合材料廣泛應(yīng)用于新型材料研發(fā)、軍工等領(lǐng)域，其具有高模量、強度大、耐高溫、耐腐蝕、耐摩擦磨損、密度小等諸多優(yōu)良性能，而C/C 復(fù)合材料與其自身的有效穩(wěn)定連接具有重要意義。現(xiàn)有的連接方式包括機械(如螺栓)連接、活性金屬釬焊連接、玻璃連接及固相擴散連接，每種方式均有各自的優(yōu)缺點。如活性釬焊連接存在焊料大量滲入碳/碳基體而無法形成特別強的連接面的缺點，玻璃連接界面材料元素之間相互擴散易出現(xiàn)氣孔等缺陷，從而影響到C/C復(fù)合材料構(gòu)件優(yōu)越性能的發(fā)揮。

Ti₃SiC₂材料結(jié)合了金屬和陶瓷的優(yōu)點，既具有陶瓷材料的高屈服強度，高熔點，高熱穩(wěn)定性和良好的抗氧化性，在高溫下保持高強度，又具有金屬的性能，具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性和高溫可塑性。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種基于Ti₃SiC₂-Al混合粉末為中間層的碳碳復(fù)合材料反應(yīng)擴散連接方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

基于Ti₃SiC₂-Al混合粉末為中間層的碳碳復(fù)合材料反應(yīng)擴散連接方法，包括如下步驟：

S1、將Al粉與Ti₃SiC₂粉末按一定比例混合攪拌均勻，得Ti₃SiC₂-Al混合粉末；

S2、將所得的Ti₃SiC₂-Al混合粉末均勻鋪在經(jīng)清洗后的兩塊C/C復(fù)合材料之間，粉末松裝厚度為1mm；

S3、將上述裝有Ti₃SiC₂-Al混合粉末中間層的C/C復(fù)合材料在氬氣或真空環(huán)境下溫度為1450℃，壓力為10-20Mpa的條件下加壓保溫30min即可。

其中，所述步驟S1中Al粉占混合粉末重量百分比的5％～20％。

本發(fā)明具有以下有益效果：

以Ti₃SiC₂粉為主要成分，加入適量Al粉，通過固相擴散和反應(yīng)燒結(jié)的方法實現(xiàn)了C/C復(fù)合材料之間的穩(wěn)定的高溫高強度連接。

附圖說明

圖1為含有5wt％Al時C/C復(fù)合材料連接層形貌及EDS譜圖。

圖2為含有10wt％Al時C/C復(fù)合材料連接層SEM形貌及EDS譜圖。

圖3為含有10wt％Al原始粉體及1450℃燒結(jié)后試樣的XRD譜圖。