[發明專利]一種適用于鎳基合金的高溫膠黏劑制備方法

有效

• 申請號: 201810767356.6
• 申請日: 2018-07-13
• 公開（公告）號: CN108822792B
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發明（設計）人: 周曉猛;王明超;羅星娜;李秀濤
• 申請（專利權）人: 中國民航大學
• 主分類號: C09J183/04
• 分類號: C09J183/04;C09J11/04;C09J11/08
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 龐學欣

一種適用于鎳基合金的高溫膠黏劑制備方法。其包括將超細金屬鎳粉、超細金屬鋁粉、超細碳化硼粉、超細低溫熔融玻璃粉和高活性氧化銅粉混合成原料混合物；將原料混合物球磨；將硅氧烷MK樹脂與異丙醇制成樹脂溶液；將原料混合物與樹脂溶液混合成膠溶液等步驟。本發明效果：所制備的高溫膠黏劑可實現部分合金化、耐溫高達1000℃、熱膨脹性高、分解收縮率低、耐高溫金屬化合物與陶瓷相雙重增強、高溫機械性能顯著；高溫膠黏劑具有“固化后無需后處理、室溫到1000℃都適用”的突出特點，尤其適用于使用溫度為600～1000℃下的GH2132高溫鎳基合金。

技術領域

本發明屬于膠粘材料制備技術領域，特別是涉及一種適用于鎳基合金的高溫膠黏劑制備方法。

背景技術

高溫鎳基合金具有良好的耐高溫、高溫蠕變和高韌等特點，因此在航空航天、能源及設備制造行業中占有及其重要的地位，目前已廣泛地應用于熱端部位的制備，例如燃氣輪機葉片、尾錐管以及反應堆高溫氣體爐熱交換器等部位。然而，由于熱端部件的服役環境惡劣，在持續地碰撞、沖磨及熱沖擊的作用下，易造成部件的磨損、內部裂紋擴展甚至斷裂失效。一般來講，熱端部件的成本極高，直接換新則設備維護昂貴。為延長部件的使用壽命和降低維護成本，常采用連接手段對斷裂部件進行修復。此外，為獲得可觀的經濟效益，連接手段也常常作為制備大體積、復雜結構部件的一種替代手段。

對于合金的修復，最常用的就是焊接和釬焊技術。利用與高溫合金材料相似或者能夠形成高度共溶體的合金焊料和釬料對合金進行高溫反應，可以得到高強度的連接件，且連接(修復)部位組織結構和性能連續。但是，焊接和釬焊技術需要專用設備，需要預先設定高溫條件，甚至需要加壓和真空條件，因此費用相對較高且操作繁瑣，尤其不便于特殊環境下的簡單操作(對正在服役的部件進行現場修復，如外太空宇航器表面的合金部位)。另外，焊接和釬焊所帶來的1000℃的局部高溫，會不可避免地引入熱應力，從而降低修復部件的壽命。當然，焊接和釬焊也不適用于不承重部位薄片部件的連接，因為太高的溫度會直接損壞部件。在這些情況下，如果存在一種膠黏劑，在常溫下就可將高溫合金連接，且不需要任何后續處理在整個升溫過程中都可以提供有效的粘結強度，將會大大地方便高溫合金部件的修復工藝并降低成本。此外，這種膠黏劑連接手段不需要任何大型設備，且不受場所的限制，它們可以對正在服役下的某些受損部件進行現場修復。

改性有機聚合物基膠黏劑可通過高溫陶瓷化實現對陶瓷及陶瓷基復合材料的高溫粘結，耐溫性高達1500℃且粘結效果顯著。然而，由于陶瓷化進程帶來的體積收縮以及生成陶瓷與鎳基合金之間熱膨脹系數的差異，它對鎳基合金的有效連接必須依靠聚合物的大分子結構，即連接條件為聚合物發生陶瓷化反應之前，而這也是大部分合金用耐高溫膠的研發思路——利用交聯劑或固化劑來提高聚合物保持大分子結構的溫度。因此，目前高溫合金用耐高溫膠的使用溫度普遍較低，通常低于450℃。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種適用于鎳基合金的高溫膠黏劑制備方法。

為了達到上述目的，本發明提供的適用于鎳基合金的高溫膠黏劑制備方法包括按順序進行的下列步驟：

(1)將超細金屬鎳粉、超細金屬鋁粉、超細碳化硼粉、超細低溫熔融玻璃粉和高活性氧化銅粉以3.6－4.0:2.3－2.7:0.8－1.2:1.7－2.1:1.5－1.9的重量比充分混合均勻而制成原料混合物；

(2)將上述原料混合物倒入球磨罐中，并在2000～3000r/min的轉速下球磨2h～3h；

(3)將塊體的硅氧烷MK樹脂磨成粉末狀，然后將粉末狀的硅氧烷MK樹脂溶于異丙醇中，硅氧烷MK樹脂與異丙醇的重量比為1:1，由此制成樹脂溶液，然后利用磁力攪拌裝置攪拌該樹脂溶液，直至黏度達到1200mPa·s；