[发明专利]一种碳化硅陶瓷的放电等离子扩散连接方法

权利要求书

1.一种碳化硅陶瓷的放电等离子扩散连接方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：连接层粉末的制备

按配比量称取ZrH₂粉、Si以及B₄C，倒入玛瑙研磨钵中，以无水酒精为研磨介质，手工研磨3h至完全混合均匀，随后置于真空干燥箱中干燥6h，即得连接层粉末；

步骤2：陶瓷块体预处理

采用金刚石研磨抛光悬浮液对SiC陶瓷块体的连接面进行抛光，将抛光后的SiC陶瓷块体放入酒精溶液中超声清洗，室温下风干，得到待连接SiC陶瓷块体；

步骤3：放电等离子扩散连接

按SiC陶瓷/连接层粉末/SiC陶瓷的顺序装配至石墨模具中，再将装配完成的石墨模具放入放电等离子烧结炉中，施加一定的压力，室温下对烧结炉抽真空至20Pa以下，然后升温至放电等离子扩散连接温度，保温一段时间后降温至室温，即可得SiC/复相陶瓷层/SiC扩散焊接头。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

步骤1中，制备连接层粉末的原料按质量百分比构成如下：

B₄C20-25％，Si10-15％，余量为ZrH₂。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：

所述ZrH₂粉的纯度>99％，颗粒尺寸为10-25μm；所述B₄C粉的纯度>99％，颗粒尺寸为1-5μm；所述Si粉的纯度>98％，颗粒尺寸为10-40μm。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

步骤2中，所述金刚石研磨抛光悬浮液为1-3.5μm的金刚石研磨抛光悬浮液。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

步骤3中，扩散连接过程中，升温速率为50-100℃/min，烧结温度为1400-1700℃，保温时间为5-15min。

6.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于：

步骤3中，开始升温时，对样品施加30-60MPa的压力，保持压力至扩散连接保温时间结束。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

步骤3中，扩散连接保温时间完成后，降温速率为10-20℃/min，降温至600℃时炉冷至室温。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

步骤3中，复相陶瓷层的厚度为60-80μm。