[发明专利]C/C复合材料及合金形成的蜂窝夹层结构及其制备方法

说明书

本发明公开了一种C/C复合材料及合金形成的蜂窝夹层结构及其制备方法，所述蜂窝夹层结构包括第一C/C复合材料面板、第二C/C复合材料面板及合金蜂窝芯，所述合金蜂窝芯连接于所述第一C/C复合材料面板及所述第二C/C复合材料面板之间，所述第一C/C复合材料面板和所述合金蜂窝芯之间连接有第一钎料层，所述第二C/C复合材料面板和所述合金蜂窝芯之间连接有第二钎料层。上述方法制备的蜂窝夹层结构采用了不同材质的面板和蜂窝芯制成，具有质轻、高强、耐高温和耐腐蚀等优良特性，可以用于船舶与高速列车的非主要承载部件、以及超高速飞行器的舵翼，极大拓宽了蜂窝夹层结构的工程应用。

技术领域

本发明涉及薄壁蜂窝夹层结构的连接成型技术领域，具体涉及一种轻质高强的C/C复合材料及合金形成的蜂窝夹层结构及其制备方法。

背景技术

蜂窝夹层结构具有较高的比强度、比刚度和良好的冲击性能，以及具有吸音、吸能、散热和电磁屏蔽等特殊性能，已广泛应用于汽车、航空航天等行业。目前，蜂窝夹层结构由蜂窝芯材和面板构成，其中蜂窝芯材和面板的材料相同，例如Nomex蜂窝、铝蜂窝、钛蜂窝和超合金蜂窝等，但是，同样的蜂窝芯材和面板也在很大程度上限制了它们的应用，如铝蜂窝和钛蜂窝不能在600℃以上的高温环境中。

发明内容

为此，本发明提供一种C/C复合材料及合金形成的蜂窝夹层结构及其制备方法，以解决上述问题。

本发明提出了一种C/C复合材料及合金形成的蜂窝夹层结构，包括第一C/C复合材料面板、第二C/C复合材料面板及合金蜂窝芯，所述合金蜂窝芯连接于所述第一C/C复合材料面板及所述第二C/C复合材料面板之间，所述第一C/C复合材料面板和所述合金蜂窝芯之间连接有第一钎料层，所述第二C/C复合材料面板和所述合金蜂窝芯之间连接有第二钎料层。

在一些实施例中，所述第一钎料层和所述第二钎料层均由含Ti活性钎料和纯Cu钎料组成。

在一些实施例中，所述第一钎料层和所述第二钎料层的材料均包括AgCuTi、TiZrNiCu、 TiNiNb及Cu。

在一些实施例中，所述第一钎料层和所述第二钎料层的厚度均为100μm-150μm。

在一些实施例中，所述合金蜂窝芯为镍基合金蜂窝芯、铝合金蜂窝芯和钛合金蜂窝芯中的一者。

在一些实施例中，形成所述镍基合金蜂窝芯的镍基合金为GH3536、GH5188、GH99中的一者，形成所述钛合金蜂窝芯的钛合金为TC1、TC4、TA15、TA60中的一者，形成所述铝合金蜂窝芯的铝合金为AA3003和AA5052中的一者。

本发明还提出了一种C/C复合材料及合金形成的蜂窝夹层结构的制备方法，包括以下步骤：

通过电火花线切割加工获得第一C/C复合材料面板、第二C/C复合材料面板及合金蜂窝芯；

将所述第一C/C复合材料面板、所述第二C/C复合材料面板及所述合金蜂窝芯层叠设置，并在所述第一C/C复合材料面板和所述合金蜂窝芯之间设置第一钎料层，在所述第二C/C复合材料面板和所述合金蜂窝芯之间设置第二钎料层；

将所述第一C/C复合材料面板、所述第一钎料层、所述合金蜂窝芯、所述第二钎料层及所述第二C/C复合材料面板进行钎焊，以使所述第一钎料层的相对两侧面分别固定连接所述合金蜂窝芯的一侧面及所述第一C/C复合材料面板、所述第二钎料层的相对两侧面分别固定连接所述合金蜂窝芯的另一侧面及所述第二C/C复合材料面板，并获得C/C复合材料及合金形成的蜂窝夹层结构。

在一些实施例中，所述通过电火花线切割加工获得第一C/C复合材料面板、第二C/C复合材料面板及合金蜂窝芯的步骤之后，所述方法还包括：

将所述第一C/C复合材料面板、所述合金蜂窝芯及所述第二C/C复合材料面板的待焊接面采用砂纸打磨及抛光后，再放置于丙酮溶液中超声清洗。