[发明专利]一种液相挤出策略制备陶瓷连接件的方法及其应用

说明书

本发明属于陶瓷连接技术领域，公开了一种液相挤出策略制备陶瓷连接件的方法及其应用。该方法是将金属氧化物与Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;‑Resubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;混合，加入溶剂和球磨介质经混料、球磨干燥后，得到连接粉体；然后将连接粉体、抗沉淀剂和溶剂混合后超声，制得连接浆料；再将连接浆料喷涂于待连接的陶瓷表面，按照陶瓷‑连接浆料‑陶瓷的三明治结构进行堆叠，放置于连接设备中，在惰性气氛下，压力为10～30MPa，1350～1550℃烧结保温进行连接，制得陶瓷连。本发明通过液相挤出的方式，在较低温度下将低熔点的液相挤出，制得耐高温的陶瓷连接件。该陶瓷连接件具有良好的抗水热腐蚀性能，可广泛应用于核能、冶金、军工或换热器件封装领域。

技术领域

本发明属于陶瓷连接技术领域，更具体地，涉及一种液相挤出策略制备陶瓷连接件的方法及其应用。

技术背景

SiC、Si₃N₄、ZrC和TiC等陶瓷具有耐高温、高硬度、抗磨损、耐腐蚀、高温强度高等优良特性，广泛应用于核能、冶金、军工和换热器件封装等领域。然而，由于这类陶瓷脆性较大，制造尺寸大而形状复杂的零件较为困难。因此，需要通过陶瓷之间的连接技术来制取形状复杂的零部件。目前已有多种连接方法应用于连接这类陶瓷，可分为金属连接中间层和非金属连接中间层两种。金属连接方法包括金属扩散连接和活性金属钎焊，这类陶瓷接头具有良好的机械性能，但其高温性能差和抗水热腐蚀性能低；非金属中间层主要包括预陶瓷聚合物中间层、MAX相和玻璃陶瓷中间层。预陶瓷聚合物中间层的孔洞较多，导致接头气密性较低；MAX相连接得到的接头气密性优异，但通常需要高温(1600℃)，容易损伤陶瓷基体，降低连接件的性能；玻璃连接方法具有连接温度低、接头气密性良好和热膨胀系数可调等优势，成为一种非常有前途的陶瓷连接方法。然而，由于玻璃的软化点温度较低，通过玻璃陶瓷制备的陶瓷接头使用温度较低，难以适应高温领域(如核能和冶金)的需求。因此，迫切需要开发一种能在低温下制备的连接方法，同时高温性能优异的陶瓷接头。基于此，本发明提供一种液相挤出策略制备耐高温、抗水热腐蚀性能好和气密性良好的陶瓷连接方法。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的不足和缺点，本发明的目的在于提供一种液相挤出策略制备陶瓷连接件的方法。该方法可在较低温度下连接陶瓷，得到耐高温、抗水热腐蚀和气密性良好的陶瓷连接件。

本发明的另一目的在于提供上述方法制得的陶瓷连接件。

本发明的再一目的在于提供上述陶瓷连接件的应用。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：

一种陶瓷连接件的制备方法，包括如下具体步骤：

S1.将MO与Al₂O₃-Re₂O₃混合，加入溶剂和球磨介质经混料、球磨干燥后，得到连接粉体；

S2.将连接粉体、抗沉淀剂和溶剂混合后超声10～20min，制得连接浆料；

S3.将连接浆料喷涂于待连接的陶瓷表面，按照陶瓷-连接层-陶瓷的三明治结构进行堆叠，所述陶瓷为SiC、Si₃N₄、ZrC或TiC，放置于连接设备中，在惰性气氛下，压力为10～30MPa，1350～1550℃烧结并保温5～30min进行连接，制得陶瓷连接件。