碳化硅的连接方法技术

本申请的实施例提供一种碳化硅的连接方法。连接方法包括：利用脉冲激光沉积法，在碳化硅基体的表面沉积致密的铝钛纳米颗粒层；将沉积有铝钛纳米颗粒层的碳化硅基体对接；对对接后的碳化硅基体进行钎焊，以将碳化硅基体连接为一体。本申请的实施例提供的碳化硅的连接方法，铝钛纳米颗粒层可以作为连接碳化硅基体的连接层；同时，通过脉冲激光沉积法沉积形成的连接层的颗粒为纳米级大小，可以降低碳化硅基体钎焊时所需的温度；此外，利用脉冲激光沉积法，可以在更多形状的碳化硅基体表面沉积连接层，降低了碳化硅基体形状对连接的限制。降低了碳化硅基体形状对连接的限制。降低了碳化硅基体形状对连接的限制。

【技术实现步骤摘要】
碳化硅的连接方法


[0001]本申请的实施例涉及材料连接
，具体涉及一种碳化硅的连接方法。

技术介绍

[0002]碳化硅具有良好的高温特性、良好耐辐照性能、低的中子吸收截面、低活化、低氚渗透率等诸多优良特性，非常适合在核反应堆中应用。但碳化硅的可加工性差，且获得净形状的难度很高，因此，需要将碳化硅与碳化硅或其他材料连接才能生产体积更大、形状更复杂的器件。
[0003]相关技术中，存在碳化硅的连接方法，例如通过将Al、Si粉末制成浆料涂刷在碳化硅基体上作为连接层，再通过连接层将碳化硅基体连接；或者通过高熵金属渗透相以气相形式渗透进入碳化硅基体作为连接层，再通过连接层将碳化硅基体连接等。但是，上述碳化硅的连接方法，连接层厚度难以控制，且焊接温度较高，碳化硅的连接效果较差。

技术实现思路

[0004]鉴于上述问题，本申请的实施例提供一种碳化硅的连接方法，包括：利用脉冲激光沉积法，在碳化硅基体的表面沉积致密的铝钛纳米颗粒层；将沉积有铝钛纳米颗粒层的碳化硅基体对接；对对接的碳化硅基体进行钎焊，以将碳化硅基体连接为一体。
[0005]本申请的实施例提供的碳化硅的连接方法，铝钛纳米颗粒层可以作为连接碳化硅基体的连接层，通过调节脉冲激光沉积时的工作参数，可以对连接层的组成成分和厚度进行控制，从而使连接层的厚度和成分均一且可控；同时，通过脉冲激光沉积法沉积形成的连接层的颗粒为纳米级大小，可以降低碳化硅基体钎焊时所需的温度，使碳化硅基体的连接过程更为容易；此外，利用脉冲激光沉积法，可以在更多形状的碳化硅基体的表面沉积连接层，降低了碳化硅基体形状对连接的限制。
附图说明
[0006]本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0007]图1为本申请实施例的碳化硅的连接方法的流程示意图；
[0008]图2为本申请实施例的利用脉冲激光沉积系统在碳化硅基体表面沉积致密的铝钛纳米颗粒层的示意图；
[0009]图3为本申请实施例的将沉积有铝钛纳米颗粒层的碳化硅基体对接的示意图；
[0010]图4为本申请实施例的将沉积有铝钛纳米颗粒层的碳化硅基体对接的流程示意图；
[0011]图5为本申请另一实施例的利用脉冲激光沉积系统在碳化硅基体表面沉积致密的铝钛纳米颗粒层的示意图；
[0012]图6为本申请另一实施例的将沉积有铝钛纳米颗粒层的碳化硅基体对接的示意
图；
[0013]图7为本申请另一实施例的将沉积有铝钛纳米颗粒层的碳化硅基体对接的流程示意图；
[0014]图8为本申请实施例的铝钛纳米颗粒层的形貌图；
[0015]图9为本申请实施例的加热后的铝钛纳米颗粒层的形貌图。
[0016]需要说明的是，附图不一定按比例绘制，其仅以不影响本领域技术人员理解的示意性方式示出。
具体实施方式
[0017]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。对于本申请的实施例，还需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。
[0018]本申请实施例提供一种碳化硅的连接方法。连接方法可以对多个碳化硅基体进行连接，本实施例中，通过在碳化硅基体表面沉积连接层，然后通过钎焊的方式将多个碳化硅基体进行连接。
[0019]图1为本申请实施例的碳化硅的连接方法的流程示意图。如图1所示，碳化硅的连接方法可以包括步骤S101
‑
步骤S103。
[0020]具体地，步骤S101，利用脉冲激光沉积法，在碳化硅基体的表面沉积致密的铝钛纳米颗粒层；步骤S102，将沉积有铝钛纳米颗粒层的碳化硅基体对接；步骤S102，对对接的碳化硅基体进行钎焊，以将碳化硅基体连接为一体。
[0021]本申请的实施例提供的碳化硅的连接方法，铝钛纳米颗粒层可以作为连接碳化硅基体的连接层，通过调节脉冲激光沉积时的工作参数，可以对连接层的组成成分和厚度进行控制，从而使连接层的厚度和成分均一且可控。
[0022]同时，利用脉冲激光沉积法沉积形成的连接层的颗粒为纳米级大小，使用纳米级大小的铝钛纳米颗粒形成的连接层作为焊料，可以降低碳化硅基体钎焊时所需的温度，使碳化硅基体的连接过程更为容易。
[0023]此外，脉冲激光沉积法通过使靶材溅射出纳米颗粒，纳米颗粒沉积在碳化硅基体表面的方式形成连接层，因此，利用脉冲激光沉积法，可以在更多形状的碳化硅基体表面沉积连接层，降低了碳化硅基体形状对连接的限制。
[0024]在一些实施例中，利用脉冲激光沉积法在碳化硅基体的表面沉积铝钛纳米颗粒层的步骤可以包括：加热碳化硅基体；在真空条件下，将双束脉冲激光分别轰击至铝靶材和钛靶材，以使铝靶材和钛靶材溅射的铝纳米颗粒和钛纳米颗粒同时沉积在碳化硅基体的表面。
[0025]在一些实施例中，可以使用脉冲沉积系统对碳化硅基体的表面进行沉积处理。图2为本申请实施例的利用脉冲激光沉积系统在平板型的碳化硅基体表面沉积致密的铝钛纳米颗粒层的示意图，图5为本申请实施例的利用脉冲激光沉积系统在端塞形状的碳化硅基体表面沉积致密的铝钛纳米颗粒层的示意图。
[0026]如图2和图5所示，脉冲激光沉积系统可以包括样品台10、第一靶材台21、第二靶材台22、第一脉冲激光器31、第二脉冲激光器32、真空室40。样品台10、第一靶材台21、第二靶材台22、第一脉冲激光器31、第二脉冲激光器32可以设置在真空室40中。
[0027]样品台10用于承载碳化硅基体100。样品台10配置成能够旋转，以带动设置在样品台10上的碳化硅基体100一同旋转，样品台10还被配置成能够对碳化硅基体100进行加热，碳化硅基体100被加热后可以有利于纳米颗粒的沉积。在一些实施例中，样品台10的加热温度范围可以为0～600℃，优选地，加热温度可以为500℃。
[0028]第一靶材台21和第二靶材台22分别用于承载第一靶材200和第二靶材300。本实施例中，第一靶材200可以为铝靶材，第二靶材300可以为钛靶材，铝靶材和钛靶材的金属纯度可以为99.999％。第一靶材台21和第二靶材台22配置成能够旋转，以分别带动设置在第一靶材台21和第二靶材台22上的第一靶材200和第二靶材300一同旋转。
[0029]第一脉冲激光器31和第二脉冲激光器32分别用于对设置在第一靶材台21和第二靶材台22上的第一靶材和第二靶材进行照射轰击，以使靶材溅射出纳米颗粒。第一脉冲激光器31和第二脉冲激光器32被配置成功率可调，以分别调节第一靶材200和第二靶材300溅射出纳米颗粒的速度。第一脉冲激光器31和第二脉冲激光器32的频率范围可以为500kHz～2MHz，第一脉冲激光器31和第二脉冲激光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳化硅的连接方法，其特征在于，包括：利用脉冲激光沉积法，在碳化硅基体的表面沉积致密的铝钛纳米颗粒层；将沉积有所述铝钛纳米颗粒层的碳化硅基体对接；对所述对接的碳化硅基体进行钎焊，以将所述碳化硅基体连接为一体。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用脉冲激光沉积法在碳化硅基体的表面沉积致密的铝钛纳米颗粒层的步骤，包括：加热所述碳化硅基体；在真空条件下，将双束脉冲激光分别轰击至铝靶材和钛靶材，以使所述铝靶材和钛靶材溅射的铝纳米颗粒和钛纳米颗粒同时沉积在所述碳化硅基体的表面。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：调整轰击铝靶材的激光功率，和/或，调整轰击钛靶材的激光功率，来控制所述铝钛纳米颗粒层的成分。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：调整所述沉积的沉积时间，来控制所述碳化硅基体表面的所述铝钛纳米颗粒层的厚度。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：在沉积过程中，控制所述碳化硅基体旋转，以在所述碳化硅基体表面均匀沉积所述铝钛纳米颗粒层。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宝亮，涂蒙河，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：