一种采用AgCuTi钎料连接Cf/LAS复合材料的方法技术

技术编号:11580322 阅读:67 留言:0更新日期:2015-06-10 13:40
本发明专利技术公开了一种采用AgCuTi钎料连接Cf/LAS复合材料的方法,其特征在于步骤如下:步骤一、将Cf/LAS复合材料进行机械加工,步骤二、将步骤一得到的待连接的Cf/LAS复合材料的连接面处理,再将Cf/LAS复合材料的连接面放入丙酮溶液中超声清洗;步骤三、将AgCuTi钎料置于待连接的Cf/LAS复合材料的连接面之间,装配成Cf/LAS复合材料/AgCuTi钎料/Cf/LAS复合材料依次叠加的装配件,步骤四、将步骤三得到的装配件放置在真空加热炉中,抽真空,再通电加热,随后冷却即可,本发明专利技术主要应用于将较小尺寸或形状简单的Cf/LAS复合材料零部件连接起来,以获得较大尺寸或形状复杂的构件,可改善高温结构抗蠕变性能和抗热震性能,具有极大的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种复合材料的连接方法,具体地说是。
技术介绍
我们知道,Cf/LAS是连续碳纤维增强的锂铝硅酸盐玻璃陶瓷基复合材料,作为一种新型复合材料,它具有较多优异的特性,包括高强度,高刚度,极佳的韧性,低密度和较好的耐磨损性,已成为一种很有优势的复合材料。同时,Cf/LAS复合材料中碳纤维的轴向热膨胀系数几乎为零,甚至是负的热膨胀,所以Cf/LAS复合材料具有抗热震性能好、耐热冲击等优良的热机械性能,可以应用于高温热交换器、高温窗、雷达天线罩、各种精密设备和仪器并且有望成为新一代激光材料。尽管Cf/LAS复合材料具有许多其它工程材料无法比拟的优点,但其脆性大、不耐冲击的弱点严重阻碍了它作为一种高性能材料的使用。当需要较大尺寸或者复杂形状的Cf/LAS复合材料构件时,需要通过连接的手段将较小尺寸或形状简单的Cf/LAS复合材料连接起来。鉴于Cf/LAS复合材料的综合优异性能,将Cf/LAS复合材料材料连接到一起制备成复合构件,可以充分发挥它们的性能优势,特别是在高温结构零部件制造等领域,具有较大的应用前景。然而,铆接等机械连接方法消极质量较重,因此,钎焊是连接Cf/LAS复合材料的一种理想方法。到目前为止还没有关于Cf/LAS复合材料连接的文献报道。
技术实现思路
本专利技术要解决Cf/LAS复合材料的连接问题,而提供。本专利技术可以通过如下措施达到。—种采用AgCuTi钎料连接Cf/LAS复合材料的方法,其特征在于步骤如下: 步骤一、将Cf/LAS复合材料进行机械加工,得到待连接的Cf/LAS复合材料; 步骤二、将步骤一得到的待连接的Cf/LAS复合材料的连接面采用砂纸打磨后抛光,再将Cf/LAS复合材料的连接面放入丙酮溶液中超声清洗5mirTl0min ; 步骤三、将AgCuTi钎料置于待连接的Cf/LAS复合材料的连接面之间,装配成Cf/LAS复合材料/AgCuTi钎料/Cf/LAS复合材料依次叠加的装配件,其中AgCuTi钎料箔片的厚度为25unT200um,Ti 含量为 1%?10% ; 步骤四、将步骤三得到的装配件放置在真空加热炉中,抽真空,当真空度达到(1.3?2.0) X KT3Pa时,再通电加热,控制升温速度为10°C /mirT30 V /min,升温至860?940°C,然后保温不超过30min,再冷却,控制冷却速度为3°C /min?10°C /min,冷却至300°C后再随炉冷却,即完成采用AgCuTi钎料连接Cf/LAS复合材料的方法。本专利技术步骤一中所述的机械加工是指切片机切割机加工,如半自动内圆切片机、全自动片材切割机等。本专利技术步骤二对连接面采用砂纸打磨所用的砂纸为600#至1000#。本专利技术步骤二所述的丙酮溶液的浓度为> 99.5%。 本专利技术步骤二所述的超声清洗是采用洁康牌数码超声波清洗机(SP-08A)超声清洗。本专利技术步骤三所述的AgCuTi钎料箔片的厚度为50unTl50um,Ti含量为3%?7%。本专利技术步骤三所述的AgCuTi钎料箔片的厚度为lOOum,Ti含量为4.5%。本专利技术步骤四中真空加热炉真空度到达1.5X10_3Pa,控制升温速度为20°C /min,升温至900°C,保温时间为lOmin,冷却速度为5°C /min。本专利技术能够实现Cf/LAS复合材料接头的连接,首先,Ti通过与Cf/LAS复合材料中的O、Al和Si等反应,形成化合物,实现冶金连接;其次,Ti与碳纤维生成了 TiC,从一定程度上提高了接头的力学性能,通过控制钎焊温度(86(T940°C )和保温时间(OlOmin),实现对反应层的厚度和接头中反应相的分布控制,进而控制钎焊接头的显微组织和性能,成功实现了 Cf/LAS复合材料的连接,获得的接头完整致密,无裂纹等缺陷,经测试,接头的室温平均剪切强度达到8.4MPa,本专利技术主要应用于将较小尺寸或形状简单的(^/1^3复合材料零部件连接起来,以获得较大尺寸或形状复杂的构件,能有效提高现有零件的抗蠕变性能和抗热震性能,具有极大的应用前景。【附图说明】图1为本专利技术Cf/LAS复合材料接头界面组织结构的背散射电子照片。【具体实施方式】下面对本专利技术作进一步说明: ,其特征在于步骤如下:步骤一、将Cf/LAS复合材料进行机械加工,得到待连接的Cf/LAS复合材料,所述的机械加工是指切片机切割机加工,如半自动内圆切片机、全自动片材切割机等,步骤二、将步骤一得到的待连接的Cf/LAS复合材料的连接面采用砂纸打磨后抛光,再将Cf/LAS复合材料的连接面放入丙酮溶液中超声清洗5mirTl0min,采用砂纸打磨所用的砂纸为600#至1000#水砂纸逐级打磨,所述的丙酮溶液的浓度为> 99.5%,超声清洗是采用洁康牌数码超声波清洗机(SP-08A)超声清洗;步骤三、将AgCuTi钎料置于待连接的Cf/LAS复合材料的连接面之间,装配成Cf/LAS复合材料/AgCuTi钎料/Cf/LAS复合材料依次叠加的装配件,其中AgCuTi钎料箔片的厚度为25unT200um,Ti含量为1%?10% ;优选AgCuTi钎料箔片的厚度为lOOum,Ti含量为4.5% ;步骤四、将步骤三得到的装配件放置在真空加热炉中,抽真空,当真空度达到(1.3?2.0) X KT3Pa时,再通电加热,控制升温速度为10°C /mirT30°C /min,升温至860?940°C,然后保温不超过30min,再冷却,控制冷却速度为3°C /min?10°C /min,冷却至300°C后再随炉冷却,即完成采用AgCuTi钎料连接Cf/LAS复合材料的方法,步骤四中优选真空加热炉真空度到达1.5 X 10?,控制升温速度为20°C /min,升温至900°C,保温时间为1min,冷却速度为5°C /min。本专利技术能够实现Cf/LAS复合材料接头的连接,首先,Ti通过与Cf/LAS复合材料中的O、Al和Si等反应,形成化合物,实现冶金连接;其次,Ti与碳纤维生成了 TiC,从一定程度上提高了接头的力学性能,通过控制钎焊温度(86(T940°C)和保温时间(OlOmin),实现对反应层的厚度和接头中反应相的分布控制,进而控制钎焊接头的显微组织和性能,成功实现了 Cf/LAS复合材料的连接,并获得了可靠的接头。接头的室温剪切强度最高可达8.4MPa,本专利技术主要应当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用AgCuTi钎料连接Cf/LAS复合材料的方法,其特征在于步骤如下:步骤一、将Cf/LAS复合材料进行机械加工,得到待连接的Cf/LAS复合材料;步骤二、将步骤一得到的待连接的Cf/LAS复合材料的连接面采用砂纸打磨后抛光,再将Cf/LAS复合材料的连接面放入丙酮溶液中超声清洗5min~10min;步骤三、将AgCuTi钎料置于待连接的Cf/LAS复合材料的连接面之间,装配成Cf/LAS复合材料/AgCuTi钎料/Cf/LAS复合材料依次叠加的装配件,其中AgCuTi钎料箔片的厚度为25um~200um,Ti含量为1%~10%;步骤四、将步骤三得到的装配件放置在真空加热炉中,抽真空,当真空度达到(1.3~2.0)×10‑3Pa时,再通电加热,控制升温速度为10℃/min~30℃/min,升温至860~940℃,然后保温不超过30min,再冷却,控制冷却速度为3℃/min~10℃/min,冷却至300℃后再随炉冷却,即完成采用AgCuTi钎料连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:刘多牛红伟宋晓国冯吉才周英豪
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学威海
类型:发明
国别省市:山东;37

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