[发明专利]提高炭/炭复合材料—锂铝硅陶瓷接头连接性能的方法

摘要

本发明涉及一种提高炭/炭复合材料—锂铝硅陶瓷接头连接性能的方法，将中间连接层设计为梯度成分结构，缓解了C/C复合材料与LAS基体的热膨胀不匹配问题，从而提高了接头的界面结合力。通过真空热压烧结工艺制备的梯度连接层C/C-LAS接头，相对于未设计梯度结构的接头，平均剪切强度由15.8MPa提高到24.0MPa，增幅达到51%。本发明的有益效果：提高C/C–LAS连接接头的抗剪切性能，缓解界面处由于热膨胀系数不匹配产生的热应力，提高接头的界面结合力和连接强度。

主权项

一种提高炭/炭复合材料—锂铝硅陶瓷接头连接性能的方法，其特征在于步骤如下：步骤1：称取质量分数60～80%的Si，15～25%的C和5～15%的Al2O3粉料混合，置于聚四氟乙烯球磨罐中，混合后球磨2～4h并烘干，将制备的粉料装入石墨坩埚；将C/C复合材料打磨抛光后清洗并烘干，包埋于粉料中，将石墨坩埚放入石墨为发热体的热压真空反应炉中，以氩气作为保护气体，以5～10℃/min升温速度将炉温从室温升至1800～2100℃，保温1～3h；随后关闭电源自然冷却至室温，得到带有SiC过渡层的C/C复合材料；步骤2：称取质量百分比为10～20%的MgO粉，20～30%的Al2O3粉，45～55%的SiO2粉，1～5%的BaO粉，1～5%的B2O3粉，1～5%TiO2,的粉和1～5%的SbO3粉，混合球磨2～4h后，装入氧化铝坩埚中置于1550～1650℃氧化炉中保温2～3h，取出后水淬，得到MAS玻璃块，以去离子水为介质湿法球磨8～10h，烘干后过筛得到MAS粉料备用；步骤3：称取质量百分比为10～20%的LiCO3粉，10～20%的Al2O3粉，60～80%的SiO2粉，混合球磨2～4h后，装入氧化铝坩埚中置于1550～1650℃氧化炉中保温2～3h，取出水淬，得到LAS玻璃块，以去离子水为介质湿法球磨8～10h，烘干后过筛得到LAS粉料备用；步骤4：取质量百分比为30～70%的MAS粉料和70～30%的LAS粉料，混合均匀后得到备用；步骤5：以每份MAS粉料2g和酒精2ml置于烧杯中混合形成MAS料浆，将此料浆涂刷于步骤1得到的带有SiC过渡层的C/C复合材料表面上，置于80℃烘箱中烘干；步骤6：以每份连接层粉料2g用酒精分散后倾倒于骤5得到的C/C复合材料表面，并使之分散均匀，烘干后置于热压磨具中；步骤7：以LAS粉料倒入热压模具，平铺均匀，并将模具置于真空热压炉中；步骤8：以5～15℃/min升温速度将炉温从室温升至1100～1300℃后，保温10～30min并加载20～25MPa压力，卸压后关闭电源自然冷却至室温，得到提高了的炭/炭复合材料—锂铝硅陶瓷接头。