[发明专利]陶瓷基复材与金属材料的粘接方法及控制胶层厚度的夹具

说明书

本发明涉及一种陶瓷基复材与金属材料的粘接方法，具体涉及一种陶瓷基复材与金属材料的粘接方法及控制胶层厚度的夹具。解决了现有陶瓷基复材与金属的粘接方法存在工艺复杂、粘接质量差的技术问题。本发明粘接方法包括以下步骤：步骤1)纤维预制体定型；步骤2)制备复材；步骤3)金属件预处理及加工；步骤4)粘接复材与金属件；同时，本发明提供了上述粘接方法中控制胶层厚度的夹具，包括夹具主体、压块及压紧阀压紧组件；夹具主体包括安装端和支撑端；压紧阀可相对夹具主体进行上下移动；压块随压紧阀下移给陶瓷基复材或金属件施加压紧力挤压胶层；压块设置限位台阶；限位台阶的高度为陶瓷基复材或金属件厚度与所需胶层厚度之和。

技术领域

本发明涉及一种陶瓷基复材与金属材料的粘接方法，具体涉及一种陶瓷基复材与金属材料的粘接方法及控制胶层厚度的夹具。

背景技术

陶瓷基复合材料是新一代超高温热结构材料，在航空航天等领域具有广阔的应用前景。尽管陶瓷基复合材料的应用已经取得了突破性进展，但粘接仍然是限制其工程应用的关键技术之一。影响陶瓷基复材与金属粘接性能因素主要有：粘接面积、复材孔隙率、金属材料表面粗糙度、粘接剂在复材及金属的表面浸润性。

虽然目前国内外有关陶瓷基复合材料粘接的专利技术很多，但均集中在粘接剂材料、粘接层结构和制备方法方面，而且针对陶瓷基复材与金属的粘接都是在复材制备结束后进行的，粘接强度主要取决于化学反应结合力强弱。

在公开号CN1173896C的中国发明专利中提出了通过单一控制复材孔隙率来提升复材粘接性能，且复材孔隙率多受制于材料制备工艺，实际生产过程中复材孔隙率的合格率较低，难以明显的对复材料粘接性能提升提供帮助。

为了缓解复合材料与粘接层及金属的热膨胀失配问题，粘接层需要多层，这不仅使粘接工艺复杂，而且直接导致陶瓷基复合材料及其与金属的粘接强度低，抗震性能差，在疲劳考核条件下粘接界面容易扩散老化而失效。

发明内容

本发明的目的是解决现有陶瓷基复材与金属材料的粘接方法存在粘接工艺复杂、粘接质量差的技术问题，而提供一种陶瓷基复材与金属材料的粘接方法及胶层厚度控制夹具。本发明的粘接方法，具有粘接强度高，粘接剂与被粘材料不发生化学反应，工艺简单，并且粘接后的材料抗震性能好，连接稳定性好。

本发明的技术解决方案是：

一种控制胶层厚度的夹具，其特殊之处在于：

包括夹具主体和压紧组件；

所述夹具主体包括连接段和分别连接于连接段的上端和下端且相对设置的安装端和支撑端；所述安装端上设置螺纹孔；所述支撑端用于放置陶瓷基复材或金属件；

所述压紧组件包括压块及压紧阀；所述压紧阀的一端穿过夹具主体安装端的螺纹孔与压块连接，用于通过螺纹旋拧带动压块上下移动，压块下移的最大高度小于等于螺纹孔内螺纹段的高度；

所述压块的底面用于给陶瓷基复材或金属件施加垂直于胶层的压紧力挤压胶层；

所述压块的底面四个角部分别设置有限位台阶，四个限位台阶位于陶瓷基复材或金属件的外侧并与陶瓷基复材或金属件的边部接触；所述限位台阶的高度为陶瓷基复材或金属件厚度与所需胶层厚度之和。

进一步地，还包括导向柱；所述导向柱为锥形，夹具主体安装端上设有与导向柱相适配的锥度通孔，导向柱穿入锥度通孔，其大端与压块固连。

进一步地，所述压紧阀与压块为球形铰链连接。

进一步地，所述压块底面上设有网格状压块减轻槽；所述夹具主体的支撑端中部设置贯通的第一减轻槽。

一种陶瓷基复材与金属材料的粘接方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

步骤1)纤维预制体定型