[發明專利]一種陶瓷基復合材料的連接方法及鉚釘結構

有效

• 申請號: 202011452664.3
• 申請日: 2020-12-12
• 公開（公告）號: CN112555254B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 張大偉;魚在池;趙升噸
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F16B19/10
• 分類號: F16B19/10;F16B5/02;F16B5/04;F16B37/04;F16B35/06;F16B37/00;C04B37/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賀建斌

1.一種陶瓷基復合材料的連接方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、制備陶瓷基復合材料鉚釘：

所述的陶瓷基復合材料鉚釘包括鉚釘外件(1-2)和鉚釘內件(1-1)；所述的鉚釘外件(1-2)主體是一個管狀結構，管狀結構一側有頭部，管孔為通孔，管狀結構內部有內螺紋；所述的鉚釘內件(1-1)主體為圓柱狀結構，圓柱面上有外螺紋，牙型與鉚釘外件(1-2)內螺紋嚙合，圓柱狀結構一側有頭部；

步驟二、將需要連接的第一陶瓷基復合材料構件(2)和第二陶瓷基復合材料構件(3)組合，所述的第一陶瓷基復合材料構件(2)、第二陶瓷基復合材料構件(3)具有鉚釘孔和沉頭孔，鉚釘孔與沉頭孔在陶瓷基復合材料構件制備時在相應的位置預留，或通過配鉆加工的方式獲得；鉚釘孔的內徑為D₀，沉頭孔的深度h由材料性能和力學強度要求決定，h≥2mm；若第一陶瓷基復合材料構件(2)或第二陶瓷基復合材料構件(3)的構件厚度h₁過小，即h₁≤h，則省略對應陶瓷基復合材料構件鉚釘孔，只保留錐形沉頭孔；

步驟三、將鉚釘外件(1-2)裝入第一陶瓷基復合材料構件(2)、第二陶瓷基復合材料構件(3)的鉚釘孔；

步驟四、在鉚釘外件(1-2)的鉚釘孔外圓柱面與第一陶瓷基復合材料構件(2)、第二陶瓷基復合材料構件(3)的鉚釘孔縫隙填充碳化硅基體(4)；若因為鉚釘外件(1-2)一側對應的陶瓷基復合材料構件鉚釘孔省略，則跳過此步驟；

步驟五、將鉚釘內件(1-1)旋入鉚釘外件(1-2)；

步驟六、在鉚釘內件(1-1)與鉚釘外件(1-2)的螺紋嚙合縫隙中填充碳化硅基體(4)；

步驟七、修整連接區域的型面，完成陶瓷基復合材料的連接；

所述的步驟一中頭部的形狀由待連接的第一陶瓷基復合材料構件(2)和第二陶瓷基復合材料構件(3)的厚度及連接要求決定；

所述的步驟四、步驟六中碳化硅基體(4)的填充方法采用先驅體轉化法或化學氣相滲透；

所述的陶瓷基復合材料鉚釘的鉚釘外件(1-2)主體的管狀結構，管狀結構外徑D₁，D₁滿足：

D₁＝D₀-2a₁

式中，a₁為填充碳化硅基體所需要的厚度，D₀為鉚釘孔的內徑；

所述的管狀結構內部的內螺紋大徑為D₂，牙型角不小于45°；

所述的管狀結構一側的頭部，根據不同的連接要求，頭部有兩種情況：

若鉚釘外件(1-2)頭部所在一側陶瓷基復合材料構件鉚釘孔未省略，則鉚釘外件(1-2)頭部采用圓柱體或錐體的形狀；

若鉚釘外件(1-2)頭部所在一側陶瓷基復合材料構件鉚釘孔省略，則鉚釘外件(1-2)頭部采用錐體的形狀；

所述的陶瓷基復合材料鉚釘的鉚釘內件(1-1)主體的圓柱狀結構，圓柱面的外螺紋大徑為D₃，D₃滿足：

D₃＝D₂-2a₂

式中，a₂為填充碳化硅基體所需要的內外螺紋大徑之差的1/2；

所述的圓柱狀結構一側的頭部，根據不同的連接要求，頭部有兩種情況：

若鉚釘內件(1-1)頭部所在一側陶瓷基復合材料構件鉚釘孔未省略，則鉚釘內件(1-1)頭部采用圓柱體或錐體的形狀；

若鉚釘內件(1-1)頭部所在一側陶瓷基復合材料構件鉚釘孔省略，則鉚釘內件(1-1)頭部采用圓臺體的形狀。