[发明专利]一种用于陶瓷材料的快速连接方法

摘要

本发明属于陶瓷材料连接技术领域，提供了一种用于陶瓷材料的快速连接方法，采用Ti3SiC2系列材料作为高温中间层材料，将中间层原料和陶瓷材料按照陶瓷材料、中间层原料、陶瓷材料方式装配入石墨模具，采用放电等离子烧结技术实现陶瓷材料的原位反应快速连接，在连接碳化硅陶瓷时，取得了良好的连接效果，高温中间层材料可以用来直接连接陶瓷材料及陶瓷基复合材料，不需要在连接前对陶瓷材料表面进行表面预镀膜或其它改性处理，采用此高温中间层材料连接的陶瓷材料，连接强度高且高温性能稳定。采用此连接方法，可以实现Ti3SiC2系列中间层材料合成与陶瓷材料连接一步完成，连接工艺简便、快速、易操作。

主权项

1.一种用于陶瓷材料的快速连接方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：选择中间层原料，按照配比称量好；将配比好的中间层原料进行球磨和烘干处理；将干燥后的中间层原料及陶瓷材料按照陶瓷材料、中间层原料、陶瓷材料的顺序装配入石墨模具；采用放电等离子烧结技术对陶瓷材料进行原位反应连接；将连接后的陶瓷材料冷却至室温；所述高温中间层材料为Ti3SiC2系列材料，选用的原料成分及重量百分比组成为：Ti：65‑75％，Si：20‑70％，Al2O3：12‑13％，TiC：30‑90％，SiC：22‑40％；所述选用的制备高温中间层材料的原料成分及重量百分比可选用的组合有：1)Ti：65‑75％，Si：20‑35％，Al2O3：12‑13％；2)TiC：30‑90％，Si：20‑70％；3)Ti：65‑75％，SiC：22‑40％；所述将配比好中间层原料进行球磨及烘干处理的实现方法为：将配比好的中间层原料进行放入行星式高能球磨机中，采用三种研磨ZrO2球进行级配，球料比为20∶1；球磨过程采用无水乙醇为球磨介质，与中间层原料配比为1∶1，对样品进行24‑48h连续高能球磨；将球磨后的含乙醇的中间层原料取出，放入真空干燥箱内，在60‑80℃下干燥24h；所述中间层原料及陶瓷材料装配入石墨模具的顺序为：首先放入一个陶瓷材料，然后将中间层原料粉末均匀平铺于陶瓷材料被连接表面，最后放入另一个陶瓷材料；所述采用放电等离子烧结技术对陶瓷材料进行原位反应连接的实现方法为：将装配中间层原料及陶瓷材料的石墨模具放入放电等离子烧结炉中；采用放电等离子烧结技术，以50‑100℃/min升温速率升至1100‑1400℃，烧结时间10min，施加20‑40MPa压强；所述采用放电等离子烧结技术对陶瓷材料进行原位反应连接的过程中需要通入氩气；所述方法中的放电等离子烧结技术可由高温烧结替代。