[发明专利]一种抗热震梯度复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种抗热震复合梯度材料，用于陶瓷和金属的钎焊，其特征在于：该梯度材料由陶瓷材料和金属材料复合而成，其中陶瓷材料的使用形式包括陶瓷骨架、陶瓷纤维和陶瓷颗粒；金属材料的使用形式为粉末；

该梯度材料为设置陶瓷骨架、厚度为d的层状结构，该层状结构具有与待焊陶瓷和待焊金属接触的陶瓷侧和金属侧，该梯度材料的金属侧为由陶瓷骨架（1）与金属粉末复合而成的混合骨架，混合骨架中金属粉末与陶瓷骨架的体积比为20:1~2:1；混合骨架上面有由陶瓷骨架、陶瓷颗粒（2）和金属粉末组成的第一复合层（5），在第一复合层上面有陶瓷骨架、陶瓷纤维与金属粉末组成的第二复合层（6），该第二复合层（6）位于该梯度材料的陶瓷侧；其中第一复合层中金属粉末与陶瓷颗粒的体积比为20:1~2:1，第二复合层中金属粉末与陶瓷纤维的体积比为1:1~5:1；

上述层状结构通过高温烧结实现金属材料与陶瓷材料的一体化。

2.根据权利要求1所述的梯度材料，其特征在于，所述梯度材料中的陶瓷材料包括氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷，金属材料包括镍、铁、钴、锰金属或其合金。

3.根据权利要求1所述的梯度材料，其特征在于，所述梯度材料中陶瓷纤维的尺寸为：纤维外径尺寸为200nm~50μm，长度为20μm ~300μm。

4.根据权利要求1所述的梯度材料，其特征在于，d为0.1~10毫米，第一复合层厚度为0.1~0.2d，第二复合层厚度为0.2~0.3d。

5.根据权利要求1所述的梯度材料，其特征在于，所述陶瓷骨架为气孔率60~90%的泡沫陶瓷，或孔直径1~8mm的陶瓷蜂窝。

6.根据权利要求1所述的梯度材料，其特征在于，所述陶瓷骨架为孔直径2~6mm的碳化硅泡沫陶瓷或氧化铝陶瓷蜂窝。

7.根据权利要求1所述的梯度材料，其特征在于，所述陶瓷颗粒的粒径大小为0.1~5mm。

8.根据权利要求1所述的梯度材料，其特征在于，所述高温烧结温度为T_金属+50℃~200℃，T_金属为金属粉末的熔点，烧结时间为5min~30min。

9.一种根据权利要求1所述的抗热震复合梯度 材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、在选用的陶瓷骨架下部倒入金属粉末，制备成混合骨架，金属粉末与陶瓷骨架的体积比为20:1~2:1；

S2、将陶瓷颗粒与金属粉末的混合物倒入混合骨架上面的陶瓷骨架内，形成第一复合层（5），该第一复合层中金属粉末与陶瓷颗粒的体积比为20:1~2:1；

S3、将陶瓷纤维与金属粉末的混合物倒入第一复合层（5）的上面陶瓷骨架内，直至与上表面齐平，形成第二复合层（6），该第二复合层中金属粉末与陶瓷纤维的体积比为1:1~5:1；

S4、将上述填充好的混合体置入石墨坩埚中，并采用真空烧结炉进行烧结成型，烧结温度为T_金属+50℃~200℃，T_金属为金属的熔点，烧结时间为5min~30min。