The invention relates to an inorganic composite material and nickel base high-temperature alloy material between the carbon nanotube layer and connection method, first is the pinning effect of carbon nanotubes in situ surface composite generation, then with Ti foil and Ni foil and Cu foil as intermediate layer, connecting inorganic composite material and nickel based high temperature alloy. Through the middle layer between the base metal and the reaction intermediate layer filling material in the nanotube pore, connect layer nanotube, enhanced the interfacial bonding strength of composites with nickel base superalloy between the base metal and eased due to connection layer thermal expansion coefficient between the larger the thermal stress concentration problem to realize the combination of inorganic composites and Ni based high temperature alloy between strong. The resulting carbon nanotube toughened bonding layer has a high connection strength. This method has great potential for application and has significant economic and social benefits.
【技术实现步骤摘要】
无机复合材料与镍基高温合金材料间碳纳米管增韧连接层及方法
本专利技术属于无机复合材料与镍基高温合金的连接领域,涉及一种无机复合材料与镍基高温合金材料间碳纳米管增韧连接层及方法。
技术介绍
碳碳(C/C)复合材料是一种战略性的高温结构材料,具有低密度、低热膨胀系数、高比强度、耐高温、耐腐蚀等一系列优异性能,在航空航天、汽车及核能等领域具有广阔的应用前景。但是,由于C/C复合材料受预制体的限制,难以被加工成复杂零部件且生产成本较高。目前,制造业领域仍以金属材料为主,欲拓宽C/C复合材料应用范围,必须解决C/C复合材料与金属材料之间的连接问题,以实现两类材料零部件之间的组装,满足复杂构件的低成本需求。镍基高温合金因其优异的高温性能成为航空航天领域重要的结构材料,但镍基高温合金密度较大,约为C/C复合材料的4倍,从而限制了其应用范围。如能将镍基高温合金与C/C复合材料进行连接,便可充分发挥两者的性能优势,拓宽两种材料的应用领域,从而实现降低飞行器重量,减少成本,提高零件使用温度和使用寿命的目的。文献1“JoiningofC/CCompositesandGH3128Ni-basedSuperalloywithNi-TiMixedPowderasanInterlayer.RareMetalMaterialsandEngineering,40(2011):2088-2091”介绍了一种利用Ti-Ni混合粉作为连接层材料连接碳纤维增强复合材料和镍基高温合金GH3128的方法,但由于Ti和Ni在高温下热膨胀明显,连接层中出现裂纹及断层,致使其连接强度极低,而其主要失效部位则 ...
【技术保护点】
一种无机复合材料与镍基高温合金材料间碳纳米管增韧连接层,其特征在于:无机复合材料与镍基高温合金材料之间设有Ti箔、Ni箔和Cu箔;所述无机复合材料的表面为钉扎结构碳纳米管层。
【技术特征摘要】
1.一种无机复合材料与镍基高温合金材料间碳纳米管增韧连接层,其特征在于:无机复合材料与镍基高温合金材料之间设有Ti箔、Ni箔和Cu箔;所述无机复合材料的表面为钉扎结构碳纳米管层。2.一种制备权利要求1所述无机复合材料与异质材料间碳纳米管增韧连接层的方法,其特征在于步骤如下:步骤1:将无机复合材料、Ti箔、Ni箔、Cu箔以及镍基高温合金表面分别打磨并清洗并干燥;步骤2、在无机复合材料表面原位生长碳纳米管,生成多孔纳米管层:将无机复合材料放置在石英管中,在Ar气气氛下升温至750~900℃;注射混合溶液石英管内,注射时将Ar流速调为1000sccm,生长时间为10~25min,然后随炉冷却至室温,得到表面原位生长碳纳米管的无机复合材料;所述混合溶液为:将二茂铁溶于乙二胺和乙醇的混合溶液中,浓度为0.01~0.03g/mL;步骤3:将表面具有钉扎结构碳纳米管层的无机复合材料、Ti箔、Ni箔、Cu箔和镍基高温合...
【专利技术属性】
技术研发人员:史小红,杨莉,金秀秀,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
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