The present invention relates to a method for non pressure connection between a C/C composite material, the C/C composite porous surface, complete structure as the connection of the parent material, at a high temperature of the ceramic layer connected into liquid phase diffusion into the connection matrix and react with chemical bonding between C/C composites, pressureless conditions a successful connection, the bonding strength of the joints was 4.71 ~ 6.87MPa. Because of the beneficial effects of C/C composite porous surface of the internal integrity as the connection of the parent material, the use of high temperature of the ceramic layer into liquid phase diffusion into the connection matrix and react with chemical bonding, achieved between the C/C composite material without pressure under the condition of successful connection, the bonding strength of the joints was 4.71 ~ 6.87MPa. This method can solve the difficult connection problem of C/C composite special-shaped parts or curved surface by traditional hot pressing connection.
【技术实现步骤摘要】
一种C/C复合材料之间无压连接的方法
本专利技术属于C/C复合材料之间连接的方法,涉及一种C/C复合材料之间无压连接的方法,具体涉及一种在无压条件下采用高温瞬时液相连接C/C复合材料的工艺方法。
技术介绍
C/C复合材料具有密度低、高温力学性能优异、抗热震和耐高温烧蚀等优点,被认为是航空航天领域不可替代的热结构材料。但是,大型复杂C/C复合材料构件由于受预制体难以一次编织成形,对沉积设备的要求较高等因素的影响,难以实现一次成型,因此采用连接技术实现C/C复合材料的组合至关重要。目前,C/C复合材料的连接技术主要包括机械连接、粘接、扩散连接等方法。若采用机械连接,需要在C/C复合材料上打孔,会对材料的宏观连续性产生破坏,同时螺栓等的引入会导致局部位置应力集中,影响连接件的性能。而粘接法通常采用有机物作为连接层,有机中间层的高温分解极大地限制了连接构件在高温条件下的应用。扩散连接是通过在原子水平上的扩散结合来制造整体接头的工艺,由于借助物理扩散和化学反应,所得接头界面结合良好,但目前扩散连接较多是在热压条件下进行,无法实现C/C复合材料异型件或曲面的连接。文献一“JieWang,KeZhiLi,etal.,Thestudyonjoiningcarbon/carboncompositesusingTi–Ni–Sicompound[J].MaterialsScienceandEngineeringA,2012,547:12–18”提出一种利用热压连接工艺对C/C复合材料进行连接的方法,该方法得到的接头结合强度虽然较高,但是热压工艺限制了连接件的几何形状,难以推广到 ...
【技术保护点】
一种C/C复合材料之间无压连接的方法,其特征在于步骤如下:步骤1:将C/C复合材料预氧化处理得到表层多孔而内部完整的结构,预氧化处理的氧化温度为700~1000℃,预氧化处理时间为3~15min;步骤2、制备Ti‑Ni‑Si中间层粉料:粉料配比的质量百分比为:15%~25%的Ti粉,25%~35%的Ni粉和45%~55%的Si粉,采用聚四氟乙烯球磨罐,球磨时间为3~6h,得到混合均匀的中间层粉料;步骤3、高温无压条件下制备C/C复合材料接头,具体步骤如下:步骤a:将预氧化后的C/C复合材料用无水乙醇超声波清洗,然后在80~120℃下烘干;步骤b:将5~20g的中间层粉料与8~25mL的无水乙醇混合搅拌,制成中间层料浆;步骤c:将中间料浆涂刷于步骤a处理后的两个C/C材料的连接面上,将两个C/C材料的连接面相对固定,形成表层多孔C/C复合材料/Ti‑Ni‑Si连接层/表层多孔C/C复合材料的夹心结构,然后在连接件的侧面涂刷中间层料浆,最后将整个预连接件用石墨纸包裹并固定,放入石墨坩埚中,置于高温炉中;步骤d:以5~15℃/min的升温速度将高温炉升温至1500~2000℃,保温1~4h, ...
【技术特征摘要】
1.一种C/C复合材料之间无压连接的方法,其特征在于步骤如下:步骤1:将C/C复合材料预氧化处理得到表层多孔而内部完整的结构,预氧化处理的氧化温度为700~1000℃,预氧化处理时间为3~15min;步骤2、制备Ti-Ni-Si中间层粉料:粉料配比的质量百分比为:15%~25%的Ti粉,25%~35%的Ni粉和45%~55%的Si粉,采用聚四氟乙烯球磨罐,球磨时间为3~6h,得到混合均匀的中间层粉料;步骤3、高温无压条件下制备C/C复合材料接头,具体步骤如下:步骤a:将预氧化后的C/C复合材料用无水乙醇超声波清洗,然后在80~120℃下烘干;步骤b:将5~20g的中间层粉料与8~25mL的无水乙醇混合搅拌,制成中间层料浆;步骤c:将中间料浆涂刷于步骤a处理后的两个...
【专利技术属性】
技术研发人员:付前刚,王乐,赵凤玲,李贺军,
申请(专利权)人:西北工业大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。