一种陶瓷基复合材料高强螺栓及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种螺栓及其制备方法，具体涉及一种陶瓷基复合材料高强螺栓及其制备方法。解决了现有陶瓷基复合材料螺栓的抗拉、抗剪强度较低以及承载能力较差，难以满足高超声速飞行器构件使用要求的技术问题。本发明专利技术高强螺栓包括螺杆和套装在螺杆中部的剪力套。本发明专利技术还提供了一种陶瓷基复合材料高强螺栓的制备方法，包括以下步骤：步骤1)制备剪力套；步骤2)制备螺杆；步骤3)制备陶瓷基复合材料高强螺栓；步骤3.1)对螺杆和剪力套依次进行浸渍、固化和裂解处理；步骤3.2)循环步骤3.1)两次，进行浸渍和固化处理；步骤3.3)对剪力套和螺杆进行加工；步骤3.4)进行裂解和热解处理；步骤3.5)将螺杆和剪力套进行装配及SiC基体沉积。螺杆和剪力套进行装配及SiC基体沉积。螺杆和剪力套进行装配及SiC基体沉积。

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷基复合材料高强螺栓及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种螺栓及其制备方法，具体涉及一种陶瓷基复合材料高强螺栓及其制备方法。

技术介绍

[0002]碳化硅陶瓷基复合材料具有耐高温、密度低、强度高、耐腐蚀以及良好的高温力学性能等优点，已成为航空航天、国防等领域不可或缺的材料。由于陶瓷基复合材料在沉积厚度、预制整体成型、材料密度均匀性等方面的工艺特性，其结构通常为薄壁结构，如高速飞行器中翼、舵操纵面、舱段等都采取薄壁盒状、管状、平板类或蒙皮类零件连接组成。薄壁构件的连接方式主要有螺栓连接、铆接、焊接和胶接等，在飞行器的主要承力结构件中通常以螺栓连接或铆接为主。
[0003]铆钉连接的优点是不改变零件的表面形状，但铆钉连接可靠性有限，容易受震动等因素影响，导致铆钉脱落，难以满足陶瓷基复合材料零件长寿命的性能要求。而螺栓连接很好的弥补了铆钉容易脱落的缺点，同时具有较高的可靠性，以及连接简单、易拆卸、便于维护修理和承载能力更强等优点。
[0004]更高速度的高超声速飞行器是未来航空器的战略发展方向，这对陶瓷基复合材料构件的连接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷基复合材料高强螺栓，其特征在于：包括螺杆和剪力套；所述螺杆包括位于两端的螺纹段和位于中部的光杆段；所述剪力套套装在光杆段外表面。2.一种权利要求1所述的陶瓷基复合材料高强螺栓的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)采用三维编织整体成型工艺结合CVI沉积工艺制备得到剪力套；步骤2)采用碳纤维编织的三维针刺预制体通过CVI沉积工艺制备得到螺杆；步骤3)制备陶瓷基复合材料高强螺栓步骤3.1)采用PIP沉积工艺，对螺杆和剪力套依次进行浸渍处理、固化处理和裂解处理；步骤3.2)循环执行步骤3.1)两次，再对螺杆和剪力套依次进行浸渍处理和固化处理；步骤3.3)对剪力套的内径、外径以及长度方向尺寸进行加工；将螺杆加工至所需直径及长度，并加工螺纹；加工时需保证螺杆光杆段的外径与剪力套的内径相适配，且光杆段的长度小于剪力套长度1～3mm；步骤3.4)依次对螺杆和剪力套进行裂解处理和热解处理；步骤3.5)装配及加工步骤3.5.1)对螺杆和剪力套进行表面清理，在螺杆的光杆段表面涂抹粘接剂，将剪力套与螺杆进行装配，使剪力套与光杆段表面紧密粘接，制成高强螺栓半成品；步骤3.5.2)通过CVI工艺对高强螺栓半成品进行SiC基体沉积，沉积至密度≥2.2g/cm3，打磨高强螺栓表面，修正螺纹，完成陶瓷基复合材料高强螺栓的制备。3.根据权利要求2所述的一种陶瓷基复合材料高强螺栓的制备方法，其特征在于，所述步骤1)包括：步骤1.1)采用三维四向编织技术，根据所需剪力套预制体的内径、外径、壁厚、长度以及截面形状，编织得到所需尺寸的剪力套预制体；步骤1.2)沉积热解碳界面层通过CVI沉积工艺在剪力套预制体的表面沉积热解碳界面层，保证热解碳界面层厚度为100nm～300nm；在1600℃～1900℃下保温1～3h；步骤1.3)通过CVI沉积工艺对剪力套预制体进行SiC基体沉积，制备得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂建勇，刘梦珠，李鹏，都嘉鑫，陈静，吴京军，薛飞彪，吴亚明，
申请(专利权)人：西安鑫垚陶瓷复合材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：