[发明专利]一种高强度、抗热震的C/C复合材料-金属Mo曲面连接接头的制备方法

说明书

本发明公开了一种高强度、抗热震的C/C复合材料‑金属Mo曲面连接接头的制备方法，属于C/C复合材料‑金属Mo接头制备技术领域。本发明在C/C复合材料和金属Mo的连接面之间插入泡沫镍，钎焊过程初期(钎料熔化阶段)会将液相钎料分割成多个区域(熔池)，一定程度上抑制了钎料浆的流动，避免其在接头的边缘大量溢出，随着钎焊过程中连接温度的升高，引入的泡沫镍不断受到液相钎料的侵蚀，逐渐溶解并形成液相，进而对接头中的钎料液进行补充，因此可以有效避免曲面连接接头中孔隙等缺陷的形成，本发明制备方法简单、无污染，可在相对较低的钎焊温度(≤1500℃)下制备具有较高室温剪切强度和良好抗热震性能(室温‑1100℃)的曲面连接接头。

技术领域

本发明属于C/C复合材料-金属Mo接头制备技术领域，涉及一种高强度、抗热震的曲面连接接头的制备方法，具体涉及一种高强度、抗热震的C/C复合材料-金属Mo曲面连接接头的制备方法。

背景技术

碳/碳(C/C)复合材料具有低密度、高比强度和高导热等一系列优异的性能，但由于其较大的脆性，较长的制备周期和复杂的制备工艺制约了其实际应用。因此，直接制备大尺寸且具有复杂形状的C/C复合材料构件具有极大的难度和极高的成本，这严重限制了C/C复合材料的实际应用，尤其是复杂形状结构件中的应用。

针对上述问题，将C/C复合材料与其自身或其它材料相连接，通过预先制备具有简单形状的小尺寸构件，最终将小尺寸构件连接成具有复杂形状的大尺寸结构件，被认为是一种行之有效的策略。其中，钎焊连接技术对母材损伤较小，可获得较高强度和耐高温的接头，常被应用于C/C复合材料和金属等其它材料的连接。目前国内外对C/C复合材料和金属钎焊连接的研究集中于平面连接(即母材连接面为平面)，对具有异形连接面母材的连接研究较少。然而，在轻质散热领域中，高导热C/C复合材料翅片和金属(Mo、不锈钢、Ti合金等)热管的钎焊连接通常涉及曲面连接，曲面连接与平面连接具有极大差异。相比于平面连接，曲面连接中接头钎缝的各个区域之间存在高度差，钎焊过程中不同区域钎料液的流动和凝固行为具有较大差异，从而易在接头中形成孔隙等缺陷，极大地影响接头的连接质量，进而对接头的室温剪切强度和抗热震性能具有不利影响。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种高强度、抗热震的C/C复合材料-金属Mo曲面连接接头的制备方法，以解决现有技术制备的曲面连接接头易形成孔隙，导致接头的室温剪切强度和抗热震性能较差的技术问题。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明公开了一种高强度、抗热震的C/C复合材料-金属Mo曲面连接接头的制备方法，包括以下步骤：

1)制备钎料浆：

通过研磨制备Ti改性的BNi-5复合钎料粉，然后加入粘结剂，搅拌均匀，制得钎料浆；

2)制备接头预结构：

将钎料浆涂刷在C/C复合材料和金属Mo的曲面连接面表面以及泡沫镍的两面，在C/C复合材料和金属Mo的连接面之间插入泡沫镍，使用夹具对C/C复合材料和金属Mo的外表面均匀施加作用力直至钎料浆从连接处的四周被挤出，此时三者被压实；刮去被挤出的钎料浆，形成“三明治”状的接头预结构；

3)真空钎焊处理：

对步骤2)制得的接头预结构进行真空钎焊处理，制得高强度、抗热震的曲面连接接头。

优选地，步骤1)中，Ti改性的BNi-5复合钎料粉中Ti的质量分数为2.5％～10％。

优选地，步骤1)中，Ti改性的BNi-5复合钎料粉的粒度为15～80μm。

优选地，步骤1)中，粘接剂由白凡士林和液体石蜡按照质量比为1:1配制而成。

优选地，复合钎料粉与粘接剂的用量比为30:1～10:1。