[发明专利]一种纳米瞬态共晶液相结合表面氧化制备陶瓷连接件的方法与应用

说明书

本发明属于陶瓷连接技术领域，公开了一种纳米瞬态共晶液相结合表面氧化制备陶瓷连接件的方法与应用。该方法是将氧化物粉体称量后球磨混合干燥后得到的粉体在1200～1500℃保温1～6小时经水淬后制得烧结助剂，烧结助剂经研磨过筛后与纳米陶瓷粉体称量后得到NITE相粉体，将NITE相粉体与经表面氧化SiC陶瓷贴合形成陶瓷‑连接粉体‑陶瓷三明治结构的预制连接件，在1200～1500℃和0～10MPa保温10～60min的条件下进行连接。得到的陶瓷连接件剪切强度高，具有良好的抗水热腐蚀性能，可广泛应用于热交换管、航空发动机的热端部件、航空航天器的热防护结构或核电站的包壳管封装领域。

技术领域

本发明属于陶瓷连接技术领域，特别涉及一种纳米瞬态共晶液相结合表面氧化制备陶瓷连接件的方法与应用。

背景技术

SiC陶瓷具有耐腐蚀、耐热冲击、高硬度、高温强度高等良好性质，广泛应用于热交换管、航空发动机的热端部件、航空航天器的热防护结构或核用包壳管等领域。然而，由于SiC陶瓷的脆性较大，制造尺寸大而形状复杂的零件较为困难。因此，需要通过陶瓷之间的连接技术来制取形状复杂的零部件。为了避免中间层与陶瓷母材之间因材料差异使得连接后接头处存在热应力，广泛采用与SiC陶瓷母材一致的纳米SiC陶瓷并结合少量氧化物烧结助剂作为连接层材料，即纳米瞬态共晶液相(NITE相)材料，通过NITE相连接工艺制备的陶瓷连接件的室温剪切强度高达100MPa以上，然而NITE相连接工艺需要在高温(1500℃)、高压(20MPa)条件下进行，而高温容易导致SiC陶瓷热损伤，降低基体的性能，使得NITE相连接难以实现工程化应用。因此，亟需降低NITE相连接工艺条件，使其能在低温低压条件下实现SiC陶瓷的高强度连接。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种纳米瞬态共晶液相结合表面氧化制备陶瓷连接件的方法；该方法可在低温低压下连接SiC陶瓷，得到室温和高温强度高及抗水热腐蚀性能良好的陶瓷连接件。

本发明的另一目的在于提供一种上述方法制得的陶瓷连接件。

本发明的再一目的在于提供上述陶瓷连接件的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种陶瓷连接件的制备方法，包括如下具体步骤：

一种纳米瞬态共晶液相结合表面氧化制备陶瓷连接件的方法，包括以下操作步骤：

S1、称取Al₂O₃-SiO₂、氧化物粉体、溶剂和磨球一起球磨混合干燥后得到混合粉体，将混合粉体升温至1200～1500℃保温1～6h，经水淬后制得玻璃烧结助剂；

S2、玻璃烧结助剂经研磨过筛后，与纳米SiC陶瓷粉体、磨球及溶剂一起球磨混合干燥并过筛，得到NITE相粉体；

S3、将SiC陶瓷进行表面氧化，再将NITE相粉体涂覆于SiC陶瓷氧化表面，然后将两块涂覆有NITE相粉体的SiC陶瓷贴合在一起，形成陶瓷-连接粉体-陶瓷三明治结构的预制连接件；将预制连接件放置在连接设备中，于真空气氛或惰性气氛中升温至1200～1500℃，压力为0～10MPa保温10～60min的条件下进行连接，制得陶瓷连接件。