[发明专利]一种ZrC-SiC复合陶瓷和奥氏体不锈钢的连接方法

摘要

一种ZrC‑SiC复合陶瓷和奥氏体不锈钢的连接方法，本发明涉及陶瓷和金属的连接领域，旨在解决金属/陶瓷接头残余热应力高、接头强度低、韧性差等问题。本发明方法：本发明采用商用泡沫Ni压缩制备高密度多孔中间层，利用Ti‑Ni接触反应形成的瞬时液相连接陶瓷和多孔中间层，与此同时，利用元素的高温互扩散，实现不锈钢和多孔中间层的固相冶金连接。采用本方法制备的接头抗剪强度比使用相同厚度的镍箔中间层提高了21％‑55％，接头断裂能提高了82％～121％，且接头的断裂模式由脆性断裂向韧性断裂转变。

主权项

1.一种ZrC-SiC复合陶瓷和奥氏体不锈钢的连接方法，其特征在于它是按照以下步骤进行的：/n一、使用厚度为3～7.5mm、孔隙率为98.5％、孔洞直径为100-500μm的开孔泡沫Ni作为原始材料；将原始泡沫Ni置入丙酮中超声清洗15min，在空气中烘干；将烘干后的原始材料压至孔隙率为35～70％的泡沫Ni中间层；/n二、使用含体积分数为10～30％SiC的ZS陶瓷作为陶瓷基体，使用400#、800#、1200#、2000#的金刚石磨盘逐级打磨待连接表面；使用奥氏体不锈钢作为金属基体，依次使用400#、800#、1200#、2000#、3000#的SiC砂纸逐级打磨待连接表面；使用厚度为10μm的Ti箔片作为中间层；将陶瓷基体、金属基体以及Ti箔片放入丙酮中超声清洗10min后，在空气中烘干备用；/n三、将步骤一和二得到的基体和中间层材料按照奥氏体不锈钢/泡沫Ni中间层/Ti/ZS陶瓷的顺序组装待焊件，金属、陶瓷基体经打磨的表面分别与泡沫Ni中间层、Ti箔片相接触；将待焊件放入真空扩散焊炉中，施加压力0.5～1MPa；将炉内真空抽至5×10^-4-1×10^-3Pa后，以10℃/min的升温速率升至700℃，恒温5min，再以7℃/min升至连接温度960～1000℃保温60～300min；保温阶段结束后，以10℃/min降至400℃，最后随炉冷却至室温，即完成所述焊接过程。/n