[发明专利]无机复合材料与镍基高温合金材料间碳纳米管增韧连接层及方法

摘要

本发明涉及一种无机复合材料与镍基高温合金材料间碳纳米管增韧连接层及方法，首先在复合材料表面原位生成具有钉扎效应的碳纳米管，然后以Ti箔、Ni箔、Cu箔作为中间层，连接无机复合材料和镍基高温合金。通过中间层与母材之间的反应，在纳米管孔隙填充中间层物料，获得纳米管增韧的连接层，增强了复合材料与镍基高温合金界面间的结合强度，缓解了因母材与连接层间热膨胀系数差异较大而产生的热应力集中问题，实现无机复合材料与镍基高温合金间的强结合。所得碳纳米管增韧连接层具有较高的连接强度，该方法具有很大的应用潜力，具备显著的经济和社会效益。

主权项

1.一种利用碳纳米管增韧连接层增韧连接无机复合材料与镍基高温合金材料的方法，其特征在于：无机复合材料与镍基高温合金材料之间设有Ti箔、Ni箔和Cu箔；所述无机复合材料的表面为钉扎结构碳纳米管层；所述方法的具体步骤如下：步骤1：将无机复合材料、Ti箔、Ni箔、Cu箔以及镍基高温合金表面分别打磨并清洗并干燥；步骤2、在无机复合材料表面原位生长碳纳米管，生成多孔纳米管层：将无机复合材料放置在石英管中，在Ar气气氛下升温至780℃；注射混合溶液到 石英管内，注射时将Ar流速调为1000sccm，生长时间为10min，然后随炉冷却至室温，得到表面原位生长碳纳米管的无机复合材料；所述混合溶液为：将二茂铁溶于乙二胺和乙醇的混合溶液中，浓度为0.01g/mL；步骤3：将表面具有钉扎结构碳纳米管层的无机复合材料、Ti箔、Ni箔、Cu箔和镍基高温合金按照无机复合材料/Ti箔/Ni箔/Cu箔/Ti箔/镍基高温合金的顺序叠加在一起，放入热压模具中并装入真空热压炉；依照上述顺序Ti箔为30μm，Ni箔为30μm，Cu箔为600μm，Ti箔为30μm；步骤4：以11℃/min的升温速度，将真空热压炉炉膛温度由室温升到750℃并保温10min，在保温过程中施加3.5MPa的压力，保温结束后立即泄压；然后以5℃/min的升温速度继续升温到1040℃并保温20min，在保温过程中施加0.25MPa的压力，保温结束后立即泄压；再以3℃/min的降温速度程序降温到500℃，最后让真空热压炉自然冷却至室温，在整个过程中真空热压炉炉膛中的真空度低于10^‑2Pa，完成无机复合材料与镍基高温合金间碳纳米管增韧连接。