[發(fā)明專利]鈮-鈮硅金屬間化合物復(fù)合材料、其制備方法及擴(kuò)散焊模具

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011232147.5
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112276330B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 石俊秒;彭萱;孫現(xiàn)軍;李世偉;熊江濤;李京龍
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B23K20/00
• 分類號: B23K20/00;B23K20/26;C22C1/00;C22C27/02
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 黃燕

1.一種鈮-鈮硅金屬間化合物復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述鈮-鈮硅金屬間化合物復(fù)合材料包括多個(gè)鈮層和位于相鄰的兩個(gè)所述鈮層之間的鈮硅復(fù)合層；

在所述鈮硅復(fù)合層中，鈮與硅的原子比為5:3；

所述鈮層的厚度為20-40μm；

所述鈮-鈮硅金屬間化合物復(fù)合材料的制備過程包括：將Si粉分散于鈮層材料上形成待焊基材，將多個(gè)所述待焊基材疊加后進(jìn)行擴(kuò)散焊；

所述鈮層材料為Nb箔，擴(kuò)散焊過程控制真空度為0.03-0.04Pa，1160-1200℃下保溫2.5-5h。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述待焊基材的制備包括：將Si粉、分散劑和有機(jī)溶劑混合后形成Si粉焊膏，將所述Si粉焊膏涂覆于鈮層材料上。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述分散劑選自十二烷基苯磺酸鈉和脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑為無水乙醇。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述Si粉的粒徑為1-3μm；

所述Si粉在所述Si粉焊膏中的濃度為1.3-1.5g/mL；

所述Si粉與所述分散劑的質(zhì)量比為100:2-4。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述Nb箔的厚度為20-40μm。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，在進(jìn)行擴(kuò)散焊之前的焊料裝配過程包括：將底層阻焊材料置于擴(kuò)散焊模具中，再將多個(gè)所述待焊基材依次置于所述底層阻焊材料上，然后將頂層阻焊材料置于最頂端的所述待焊基材上。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述底層阻焊材料和所述頂層阻焊材料為云母片。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，保溫結(jié)束后，以4-6℃/min的降溫速度冷卻至室溫后取出試樣。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，在擴(kuò)散焊過程中，對所述底層阻焊材料、所述待焊基材和所述頂層阻焊材料形成的裝配結(jié)構(gòu)持續(xù)施加壓力20-50MPa，以從所述裝配結(jié)構(gòu)的頂部和底部夾持所述裝配結(jié)構(gòu)；

在焊接過程中進(jìn)行多組所述裝配結(jié)構(gòu)的焊接，相鄰的兩組所述裝配結(jié)構(gòu)采用石墨蓋板進(jìn)行分隔。

11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述擴(kuò)散焊模具包括模具底座、頂部蓋板和用于連接所述模具底座和所述頂部蓋板的至少一個(gè)定位銷，在所述模具底座上設(shè)置底部定位孔，在所述頂部蓋板上設(shè)置與所述底部定位孔位置相對應(yīng)的頂部定位孔，所述定位銷與所述底部定位孔和所述頂部定位孔間隙配合；

在所述Nb箔上設(shè)置與所述定位銷相配合的安裝孔，采用所述定位銷依次穿過所述頂部定位孔、所述安裝孔和所述底部定位孔進(jìn)行固定。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制備方法，其特征在于，所述定位銷包括兩個(gè)長定位銷和兩個(gè)短定位銷，所述模具底座為長方形，在所述模具底座的四個(gè)邊角處均設(shè)置所述底部定位孔，將兩個(gè)所述長定位銷安裝于所述模具底座對角線方向相對的兩個(gè)所述底部定位孔上，將兩個(gè)所述短定位銷安裝于所述模具底座對角線方向相對的兩個(gè)所述底部定位孔上。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，在將所述Si粉焊膏涂覆于所述Nb箔之前，將所述Nb箔進(jìn)行超聲清洗3-8min。

14.一種用于實(shí)施權(quán)利要求2-13中任一項(xiàng)所述制備方法的擴(kuò)散焊模具，其特征在于，包括用于放置待焊基材的模具底座、用于壓蓋所述待焊基材的頂部蓋板和用于連接所述模具底座、所述待焊基材和所述頂部蓋板的至少一個(gè)定位銷。