反应烧结碳化硅陶瓷件的连接方法技术

反应烧结碳化硅陶瓷件的连接方法，它涉及一种结连接陶瓷件的方法。本发明专利技术解决了钎焊连接陶瓷件会在陶瓷与钎料之间形成热应力，影响陶瓷焊接件的稳定性，胶接方法中有机胶的耐高温性能较差的问题。本方法如下：用石膏板将碳化硅陶瓷件分瓣的待连接面所形成的空间包围，形成腔体，然后将用于制备碳化硅陶瓷的浆料填满腔体，干燥，再烧结，机械加工，得到碳化硅陶瓷件。将采用本发明专利技术方法连接后的碳化硅陶瓷件使用手持式显微镜观察对接面之间部分及边界部分，很难辨别基体与后形成的反应烧结碳化硅。连接部分具有与基体相近的断裂强度，用显微镜对连接部位进行观察后发现连接部分与基体部分之间结合非常紧密，没有发现缺陷。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种结连接陶瓷件的方法。
技术介绍
随着空间侦察要求的不断提高，反射镜的口径不断增大，从而带来一系列技术难 题。首先，反射镜的自重以口径的指数幂增加，反射镜的制备技术难度也随之不断提高；其 次，随着反射镜口径的增加，制备反射镜所需设备的体积也不断增加，在一定程度上增加了 制备成本；第三，反射镜口径的增加，传统方法制备的反射镜的成品率也随之降低，从而导 致制备成本升高。在目前的科研状况下，用于陶瓷件常用的方法主要有钎焊方法、无机胶粘结方法、 有机胶粘结方法等，其中钎焊方法最为常用。虽然钎焊方法具有工艺相对简单、操作温度低 等诸多优点，但是对于大尺寸陶瓷件来讲，其对结合面面型精度的要求非常高。例如欧洲航 天局的“赫歇尔”计划中所使用的焊接方法中，对面型的要求达到在ΙΟμπι左右。而根据我 们的实验结果，国内目前加工大面积陶瓷时，其面型精度一般在50 μ m左右，生成的焊缝并 不十分饱满，严重影响了产品的质量。另外，由于在生产实践中较难找到热膨胀系数与陶瓷十分相近的钎料，因此，当在 钎焊结束之后，会在陶瓷与钎料之间形成很大的热应力，严重影响陶瓷焊接件的稳定性。胶接方法虽然具有成本低、成型快的特点，但其强度一般较低，而且不易加工为非 常平整的平面。此外，有机胶的耐高温性能较差。因此，胶接方法一般用于对强度、面型要 求不高的场合。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决钎焊连接陶瓷件会在陶瓷与钎料之间形成热应力，影响 陶瓷焊接件的稳定性，胶接方法中有机胶的耐高温性能较差的问题，提供了一种反应烧结 碳化硅陶瓷件的连接方法。本专利技术如下一、将待连接的碳化硅陶瓷件分 瓣水平置于石墨板上，并将碳化硅陶瓷件分瓣与石墨板间的空隙用橡皮泥填满，碳化硅陶 瓷件分瓣的分割面间距为5mm ；二、用石膏板将碳化硅陶瓷件分瓣的待连接面所形成的空 间包围，形成腔体，覆盖于碳化硅陶瓷件分瓣待连接面上的石膏板有浇注孔，然后将用于制 备碳化硅陶瓷的浆料通过石膏板上的浇注孔填满碳化硅陶瓷件分瓣分割面间的腔体，然后 在室温至40°C的条件下干燥，去除石膏板，再用过量的硅粉将待连接面包裹；三、将石墨板 及经过步骤二处理的碳化硅陶瓷件分瓣转移到烧结炉中，按反应烧结碳化硅素坯的烧结曲 线进行烧结，烧结结束后，取出反应烧结碳化硅烧结体，机械加工，得到碳化硅陶瓷件。本专利技术如下一、调节碳化硅陶瓷件分瓣的分 割面间距为5mm ；二、用石膏板将碳化硅陶瓷件分瓣的待连接面所形成的空间包围，形成腔 体，覆盖于碳化硅陶瓷件分瓣待连接面上的石膏板有浇注孔，然后将用于制备碳化硅陶瓷的浆料通过石膏板上的浇注孔填满碳化硅陶瓷件分瓣分割面间的腔体，然后在室温至40°C 的条件下干燥，去除石膏板，再用过量的硅粉将待连接面包裹；三、将经过步骤二处理的碳 化硅陶瓷件分瓣转移到烧结炉中，按反应烧结碳化硅素坯的烧结曲线进行烧结，烧结结束 后，取出反应烧结碳化硅烧结体，机械加工，得到。本专利技术可使用现有设备小尺寸设备生产碳化硅陶瓷分瓣，再利用大尺寸设备进行 分瓣拼接。由于本专利技术将尺寸小的分瓣进行拼接，则可有效地缩小裂纹的破坏范围，扩展 中的裂纹只能对其所在的分瓣造成影响，而不可能扩展到其它部位，因此可提高产品成品 率。在分瓣的拼接过程中，还可能通过尺寸及位置的调整进一步对产品的尺寸及外形进行 调整，从而降低了生产难度。将采用本专利技术方法连接后的碳化硅陶瓷件使用手持式显微镜观察对接面之间部 分及边界部分，很难辨别基体与后形成的反应烧结碳化硅。分别对已经连接在一起的碳化 硅陶瓷件分别进行力学、物理性能测试后结果如下(1)、在拉伸试验中，10个试样中8个断口位于基体上，说明连接部分具有与基体相近 的断裂强度。(2)、在测试线胀系数时发现含有连接部分的试样与基体的线胀系数相差士 10% 以内。(3)、粘结部分的密度为3. lOg/cm3，基体部分的密度为3. 08g/cm3，两者相差非常 小。(4)、在对试样进行抛光后，用显微镜对连接部位进行观察后发现连接部分与基体 部分之间结合非常紧密，没有发现缺陷。附图说明图1是本专利技术中反应烧结碳化硅素坯的烧结曲线图；图2是具体实施方式六中反 应烧结连接碳化硅陶瓷件的示意图；图3是具体实施方式七中反应烧结连接碳化硅陶瓷件 的示意图；图4是具体实施方式八中反应烧结连接碳化硅陶瓷件的示意图；图5是具体实 施方式九中反应烧结连接碳化硅陶瓷件的示意图。具体实施例方式本专利技术技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的 任意组合。具体实施方式一(结合图2- 5进行说明)本实施方式中反应烧结碳化硅陶瓷件 的连接方法如下一、将待连接的碳化硅陶瓷件分瓣水平置于石墨板上，并将碳化硅陶瓷件 分瓣与石墨板间的空隙用橡皮泥填满，碳化硅陶瓷件分瓣的分割面间距为5mm ；二、用石膏 板将碳化硅陶瓷件分瓣的待连接面所形成的空间包围，形成腔体，覆盖于碳化硅陶瓷件分 瓣待连接面上的石膏板有浇注孔，然后将用于制备碳化硅陶瓷的浆料通过石膏板上的浇注 孔填满碳化硅陶瓷件分瓣分割面间的腔体，然后在室温至40°C的条件下干燥，去除石膏板， 再用过量的硅粉将待连接面包裹；三、将石墨板及经过步骤二处理的碳化硅陶瓷件分瓣转 移到烧结炉中，按反应烧结碳化硅素坯的烧结曲线进行烧结，烧结结束后，取出反应烧结碳 化硅烧结体，机械加工，得到碳化硅陶瓷件。本实施方式步骤二中所述用于制备碳化硅陶瓷的浆料的成分如下固体部分占 总重量的2/3，碳粉占固体部分重量的5 10%，碳化硅粉占固体部分重量的90、5%，分散剂 和稳定剂占0. Γ1. 1%，其余部分为去离子水。其中，碳化硅粉由粒径分别为5 10μπι和 4(Γ60μπι的粉末按1 :1的质量比混合，并将其混合后放置到大型搅拌机中进行24小时的 连续同方向的搅拌，并在搅拌过程中调整料浆的粘度，最终的粘度为水的20倍。具体实施方式二 本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中所述的干燥温 度为38°C。其它与具体实施方式一相同。具体实施方式三本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中所述的干燥温 度为35°C。其它与具体实施方式一相同。具体实施方式四本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中所述的干燥温 度为30°C。其它与具体实施方式一相同。具体实施方式五本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中所述的干燥温 度为28°C。其它与具体实施方式一相同。具体实施方式六结合图2本实施方式如 下一、将2块具有缺口的、尺寸为IOOmmX IOOmmX 15mm (缺口的尺寸为15謹Χ20_)的 碳化硅陶瓷件分瓣1缺口对缺口放置于石墨板2上，并将碳化硅陶瓷件分瓣1与石墨板 2间的空隙用橡皮泥填满，碳化硅陶瓷件分瓣1的分割面间距为5mm;二、用两块尺寸为 45mmX45mmX 10mm、两块尺寸为 IOOmmX 15mmX 15mm 和一块尺寸为 IOOmmX 35mmX 15mm 的 石膏板3(尺寸为IOOmmX 35mmX 15mm的石膏板上有2个直径为IOmm的浇注孔4)将2块具 有缺口的碳化硅陶瓷件分瓣1的待连接面所形成的空间包围，形成腔体，然后将两根外径 为10mm、长度为IOOmm的透明塑料管分别插入IOOmmX 35mmX 15mm的石膏本文档来自技高网...

【技术保护点】
反应烧结碳化硅陶瓷件的连接方法，其特征在于反应烧结碳化硅陶瓷件的连接方法如下：一、将待连接的碳化硅陶瓷件分瓣水平置于石墨板上，并将碳化硅陶瓷件分瓣与石墨板间的空隙用橡皮泥填满，碳化硅陶瓷件分瓣的分割面间距为５ｍｍ或者碳化硅陶瓷件分瓣分割面的夹角为１２０度；二、用石膏板将碳化硅陶瓷件分瓣的待连接面所形成的空间包围，形成腔体，覆盖于碳化硅陶瓷件分瓣待连接面上的石膏板有浇注孔，然后将用于制备碳化硅陶瓷的浆料通过石膏板上的浇注孔填满碳化硅陶瓷件分瓣分割面间的腔体，然后在室温至４０℃的条件下干燥，去除石膏板，再用过量的硅粉将待连接面包裹；三、将石墨板及经过步骤二处理的碳化硅陶瓷件分瓣转移到烧结炉中，按反应烧结碳化硅素坯的烧结曲线进行烧结，烧结结束后，取出反应烧结碳化硅烧结体，机械加工，得到碳化硅陶瓷件。

【技术特征摘要】
反应烧结碳化硅陶瓷件的连接方法，其特征在于反应烧结碳化硅陶瓷件的连接方法如下一、将待连接的碳化硅陶瓷件分瓣水平置于石墨板上，并将碳化硅陶瓷件分瓣与石墨板间的空隙用橡皮泥填满，碳化硅陶瓷件分瓣的分割面间距为5mm或者碳化硅陶瓷件分瓣分割面的夹角为120度；二、用石膏板将碳化硅陶瓷件分瓣的待连接面所形成的空间包围，形成腔体，覆盖于碳化硅陶瓷件分瓣待连接面上的石膏板有浇注孔，然后将用于制备碳化硅陶瓷的浆料通过石膏板上的浇注孔填满碳化硅陶瓷件分瓣分割面间的腔体，然后在室温至40℃的条件下干燥，去除石膏板，再用过量的硅粉将待连接面包裹；三、将石墨板及经过步骤二处理的碳化硅陶瓷件分瓣转移到烧结炉中，按反应烧结碳化硅素坯的烧结曲线进行烧结，烧结结束后，取出反应烧结碳化硅烧结体，机械加工，得到碳化硅陶瓷件。2.根据权利要求1所述反应烧结碳化硅陶瓷件的连接方法，其特征在于步骤二中所述 的干燥温度为38°C。3.根据权利要求1所述反应烧结碳化硅陶瓷...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宇民，周玉锋，胡路阳，韩杰才，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]