一种玻璃陶瓷焊缝的SiCf/SiC复合材料包壳管-端塞焊接件及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于焊接技术领域，公开了一种玻璃陶瓷焊缝的SiC<subgt;f</subgt;/SiC复合材料包壳管‑端塞焊接件及其制备方法和应用，该焊接件是将SiO<subgt;2</subgt;粉、Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;粉和Y<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;粉混合，通过水淬和球磨得到玻璃焊料；将玻璃焊料涂覆于包壳管和端塞的待焊接区域，再将包壳管与端塞按照待成型的构造装配放置，将玻璃焊料填充在包壳管内部的端塞内端面附近，得到待焊接件；将待焊接件在保护气氛下1400～1550℃进行无压烧结制得。该焊接件具有耐高温的连接层，在1200℃仍具有稳定的显微结构，不会发生结晶相溶解和杂质结晶相析出，解决SiC<subgt;f</subgt;/SiC复合材料包壳管端部焊接封装问题，可应用在核能领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于陶瓷基复合材料连接，更具体地，涉及一种玻璃陶瓷焊缝的sicf/sic复合材料包壳管-端塞焊接件及其制备方法和应用。

技术介绍

1、碳化硅(sic)具有耐高温、耐腐蚀、较低的中子吸收截面、低蠕变以及与高温水蒸气反应产氢率低等优良特性，在核能领域具有广泛的应用前景。连续碳化硅纤维增强碳化硅陶瓷基(sicf/sic)复合材料被认为是新一代核能系统中核燃料包壳的候选材料，以期大幅提升堆芯在事故工况下的容错性能和提升发电效率。然而，国内在研发sicf/sic复合材料核燃料包壳元件过程中，仍然面临很多难题，如sicf/sic复合材料包壳管两端的高性能焊接密封问题仍然未解决。

2、sicf/sic复合材料包壳管材质与成熟的商用锆合金不同，不能通过熔化焊或压力电阻焊实现同质连接，通常需要通过引入焊料进行焊接。在sicf/sic复合材料连接领域，根据焊料类型的不同，已经发展出金属钎焊连接、扩散焊接、前驱体连接、反应连接、max相连接、nite相连接和玻璃连接等连接技术。

3、玻璃连接技术的优势在于连接温度较低，有助于避免sic纤维退化；本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种玻璃陶瓷焊缝的SiCf/SiC复合材料包壳管-端塞焊接件，其特征在于，所述焊接件是将SiO2粉、Al2O3粉和Y2O3粉混合得到混合粉体，加入无水乙醇和氮化硅磨球，通过水淬和球磨制得玻璃，将玻璃、无水乙醇和PVB混合得到玻璃焊料，将玻璃焊料涂覆于包壳管和端塞的待焊接区域，然后将包壳管与端塞按照待成型的构造装配，再将玻璃焊料填充在包壳管内部的端塞内端面附近，得到待焊接件，将待焊接件在保护气氛下1400～1550℃进行无压烧结制得；所述焊接件包括包壳管和端塞，包壳管由内层SiCf/SiC复合材料和外层SiC陶瓷层组成，端塞为SiC陶瓷。

2.根据权利要求1所述的玻璃陶瓷焊...

【技术特征摘要】

1.一种玻璃陶瓷焊缝的sicf/sic复合材料包壳管-端塞焊接件，其特征在于，所述焊接件是将sio2粉、al2o3粉和y2o3粉混合得到混合粉体，加入无水乙醇和氮化硅磨球，通过水淬和球磨制得玻璃，将玻璃、无水乙醇和pvb混合得到玻璃焊料，将玻璃焊料涂覆于包壳管和端塞的待焊接区域，然后将包壳管与端塞按照待成型的构造装配，再将玻璃焊料填充在包壳管内部的端塞内端面附近，得到待焊接件，将待焊接件在保护气氛下1400～1550℃进行无压烧结制得；所述焊接件包括包壳管和端塞，包壳管由内层sicf/sic复合材料和外层sic陶瓷层组成，端塞为sic陶瓷。

2.根据权利要求1所述的玻璃陶瓷焊缝的sicf/sic复合材料包壳管-端塞焊接件，其特征在于，所述sio2粉、al2o3粉、y2o3粉的纯度均大于99％，粒径均为0.2～5μm。

3.根据权利要求1所述的玻璃陶瓷焊缝的sicf/sic复合材料包壳管-端塞焊接件，其特征在于，所述sio2粉、al2o3粉和y2o3粉的质量比为(25～35):(29～35)：(36～40)；所述混合粉体、无水乙醇和氮化硅磨球的质量比为1:(2～5):(2～10)；所述玻璃、无水乙醇和pvb的质量比为1:(2～4):(0.002～0.02)。

4.根据权利要求1所述的玻璃陶瓷焊缝的sicf/sic复合材料包壳管-端塞焊接件，其特征在于，所述包壳管的端面进行磨平处理暴露出纤维层结构，包壳管的内表面沉积50～200nm的碳层；端塞呈“凸”字型结构，大端圆柱直径与包壳管外径相同；小端圆柱直径比包壳管内径小100～600μm，小端...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭伟明，詹创添，黄坤恒，周欢，刘阳清，张泽熙，陈秀冰，游洋，林华泰，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：