[发明专利]一种制备碳/碳复合材料和锂铝硅玻璃陶瓷接头的方法

摘要

本发明涉及一种制备碳/碳复合材料和锂铝硅玻璃陶瓷接头的方法，以碳化硅陶瓷(SiC)为过渡层，可阻隔C/C复合材料与LAS玻璃陶瓷之间的不良高温界面反应和改善LAS玻璃陶瓷在C/C复合材料表面润湿性差的问题；并用低膨胀的ZnO-Al₂O₃-SiO₂(ZAS)玻璃为中间连接层，来缓解SiC—LAS之间的热失配，并通过真空热压工艺进行连接。通过调节热压温度程序，使中间层玻璃变为主晶相是透锌长石的ZAS玻璃陶瓷，其热膨胀系数与C/C和LAS的热膨胀系数相接近，有效缓解了界面处的热应力，制备出的C/C-ZAS-LAS接头性能良好，接头的剪切强度达24.59MPa～30.06MPa。

主权项

一种制备碳/碳复合材料和锂铝硅玻璃陶瓷接头的方法，其特征在于步骤如下：步骤1：将质量分数为60～80％的Si粉、15～25％的C粉和5～15％的Al₂O₃粉混合球磨1～3h后烘干得到混合粉料；将混合粉料装入石墨坩埚中，碳/碳复合材料C/C包埋于混合粉料中；然后将石墨坩埚置于真空高温反应炉中，以氩气作为保护气体，以5～10℃/min的升温速度将炉温至2000～2200℃，保温1～3h，随后关闭电源让其自然冷却至室温，得到带有SiC过渡层的C/C复合材料；所述碳/碳复合材料C/C在无水乙醇中超声清洗并烘干；步骤2：将ZAS玻璃粉以无水乙醇为分散剂混合制成乳浆，涂刷在带有SiC过渡层的C/C复合材料的待连接面上，置于80～100℃烘箱中烘干。步骤3：将步骤2烘干的C/C复合材料置于高强石墨材质的热压模具中，将LAS玻璃粉料倒入待连接面上并平铺均匀，然后将磨具放入真空热压炉中；步骤4：先对热压炉抽取真空，当抽到负压以下时以5～10℃/min升温速度将炉温从室温升至1200～1300℃后，保温15～45min并加载20～25MPa压力，保温结束后关闭加热电源随炉自然冷却，当温度降到1000℃时卸压，待冷却继续冷却至室温时取出得到的碳/碳复合材料—锂铝硅玻璃陶瓷接头。