[发明专利]一种非金属板的连接接头

说明书

技术领域

本发明涉及复合板结构领域，特别是一种非金属板的连接接头。

背景技术

现有的碳纤维材料由于具有耐高温、散热快、线膨胀系数低、耐腐蚀和质量轻等优点，广泛应用于航天、核工业、军事等领域。

《材料工程》2007年12月15日发表了“碳纤维复合材料与金属连接及接头力学性能测试”一文，提到对碳纤维复合材料与金属铜、钛、铌、铝等金属的连接方法，例如文中提到碳纤维复合材料与钛合金的连接方式为：先在碳纤维复合材料表面扩渗、沉积一层厚3μm的金属梯度层Ni，使它们之间形成扩散层，来对焊前的碳纤维复合材料表面改性，然后再沉积一层2μm的TC4钛合金层，采取高真空工艺在2×10³Pa的真空下，用银基铅焊料在800~850℃的温度下加热，待冷却后即可实现碳纤维复合材料与钛合金的连接。然而，这种连接仅是理论上对材料的一种研究方法，只是用于获得碳纤维复合材料与钛的良好界面，不属于成型的结构，这种结构不能用于建筑、加热设备等领域。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种耐高温，强度高，隔热和导热效果好的非金属板的连接接头。

本发明的技术方案是：一种非金属板的连接接头，由两块非金属板和夹设于两块非金属板之间的金属层组成，所述金属层经熔化后渗入非金属板的机体孔隙中，与两块非金属板固定成一体，形成复合结构，所述两块非金属板的接头处与金属层之间还通过螺栓加固。

本发明的优点为：通过在两块非金属板之间夹设金属层，在使用少、轻的材料之下能够形成强度和刚度大、耐高温、隔热效果好的整体，大大提高结构的整体强度，且对环境变化的敏感度低，不会受到环境的影响。通过在两块非金属板的接头处通过螺栓加固，进一步加强接头处的连接强度，使得两块非金属板的连接处不易松动或断裂，特别适用于高温、高强度环境下作业。

进一步，所述金属层通过钎焊经熔化后渗入非金属板的机体孔隙中。通过钎焊成型，能够使整个结构的受力更加均匀，进而提高接头强度。

进一步，所述钎焊所用的钎料采用铜、钛或镍金属，且钎料的熔点小于金属层的熔点。这样，既能使得本发明的复合结构在高温环境作业，又能比金属层先熔化，形成湿润的表面，使金属层能够快速熔化，均匀地渗入非金属板的机体孔隙中，进而使得整个结构受力更加均匀。

进一步，所述螺栓与两块非金属板的接头处通过钎焊焊接成一体，从而使得非金属板与金属层加固的基础之上，进一步提高连接强度。

进一步，所述金属层的材质为不锈钢、铜、钛、镍或合金。金属层选用高熔点的金属材料，使得形成的三层复合板可用于高温环境下，即在高温环境下作业时，不会使得金属层产生熔化而导致板体松动的现象发生，适用范围广，且能够大大提高结构的整体强度。

进一步，所述螺栓露出非金属板的表面，又或沉到非金属板的表面以下或与表面平齐。

进一步，所述复合结构耐温≥1200℃。

进一步，所述两块非金属板的接头处的厚度大于两块非金属板其它位置的厚度，两块非金属板的接头处与两块非金属板的其它位置构成阶梯状结构，从而大大提高接头处的强度，防止产生断裂。

进一步，所述两块非金属板中的其中一块非金属板接头处设有台阶，使得两块非金属板在接头处相适配连接，金属层夹设于两块非金属板的台阶面之间。由于金属层夹设于两块非金属板的台阶面之间，即呈L型,能够更好地连接两块非金属板，使得两块非金属板连接后不会产生松动，提高接头处的支撑强度。

进一步，所述两块非金属板均为空心结构。这样，可进而提高非金属板的轻量化。

进一步，所述非金属板的空腔内设有间隔排列的隔板。隔板不仅可用于加强空心非金属板的强度，还可作为传热或冷却等的通道。

进一步，所述两块非金属板可以是但不限于碳纤维板、碳化硅板、刚玉板或合成纤维板，优选为碳纤维板，由于碳纤维板是将石墨纤维或碳纤维作为增强相，具有耐高温、散热快、线膨胀系数低、强度高、耐腐蚀和质量轻等优点；另外，碳纤维板容易成型，易于加工，且成本低，虽然刚玉板也能耐高温，但是不易于成型。

进一步，所述碳纤维板的材质碳纤维增强碳基复合材料。

本发明的连接接头，由于为复合的板式结构，已经模块化，可直接使用，实用性强，且适用于任何高温高强度的环境下，如建筑、加热设备等领域。

附图说明

图1是本发明实施例1连接接头的结构示意图；

图2是本发明实施例1碳/碳板的立体结构示意图。

具体实施方式