一種采用AgCuTi釬料連接Cf/LAS復(fù)合材料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料的連接方法，具體地說是一種采用AgCuTi釬料連接Cf/LAS復(fù)合材料的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我們知道，Cf/LAS是連續(xù)碳纖維增強(qiáng)的鋰鋁硅酸鹽玻璃陶瓷基復(fù)合材料，作為一種新型復(fù)合材料，它具有較多優(yōu)異的特性，包括高強(qiáng)度，高剛度，極佳的韌性，低密度和較好的耐磨損性，已成為一種很有優(yōu)勢的復(fù)合材料。同時，Cf/LAS復(fù)合材料中碳纖維的軸向熱膨脹系數(shù)幾乎為零，甚至是負(fù)的熱膨脹，所以Cf/LAS復(fù)合材料具有抗熱震性能好、耐熱沖擊等優(yōu)良的熱機(jī)械性能，可以應(yīng)用于高溫?zé)峤粨Q器、高溫窗、雷達(dá)天線罩、各種精密設(shè)備和儀器并且有望成為新一代激光材料。
[0003]盡管Cf/LAS復(fù)合材料具有許多其它工程材料無法比擬的優(yōu)點，但其脆性大、不耐沖擊的弱點嚴(yán)重阻礙了它作為一種高性能材料的使用。當(dāng)需要較大尺寸或者復(fù)雜形狀的Cf/LAS復(fù)合材料構(gòu)件時，需要通過連接的手段將較小尺寸或形狀簡單的Cf/LAS復(fù)合材料連接起來。
[0004]鑒于Cf/LAS復(fù)合材料的綜合優(yōu)異性能，將Cf/LAS復(fù)合材料材料連接到一起制備成復(fù)合構(gòu)件，可以充分發(fā)揮它們的性能優(yōu)勢，特別是在高溫結(jié)構(gòu)零部件制造等領(lǐng)域，具有較大的應(yīng)用前景。然而，鉚接等機(jī)械連接方法消極質(zhì)量較重，因此，釬焊是連接Cf/LAS復(fù)合材料的一種理想方法。到目前為止還沒有關(guān)于Cf/LAS復(fù)合材料連接的文獻(xiàn)報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決Cf/LAS復(fù)合材料的連接問題,而提供一種采用AgCuTi釬料連接Cf/LAS復(fù)合材料的方法。
[0006]本發(fā)明可以通過如下措施達(dá)到。
[0007]—種采用AgCuTi釬料連接Cf/LAS復(fù)合材料的方法,其特征在于步驟如下:
步驟一、將Cf/LAS復(fù)合材料進(jìn)行機(jī)械加工，得到待連接的Cf/LAS復(fù)合材料；
步驟二、將步驟一得到的待連接的Cf/LAS復(fù)合材料的連接面采用砂紙打磨后拋光，再將Cf/LAS復(fù)合材料的連接面放入丙酮溶液中超聲清洗5mirTl0min ；
步驟三、將AgCuTi釬料置于待連接的Cf/LAS復(fù)合材料的連接面之間，裝配成Cf/LAS復(fù)合材料/AgCuTi釬料/Cf/LAS復(fù)合材料依次疊加的裝配件，其中AgCuTi釬料箔片的厚度為25unT200um，Ti 含量為 1%?10% ；
步驟四、將步驟三得到的裝配件放置在真空加熱爐中，抽真空，當(dāng)真空度達(dá)到(1.3?2.0) X KT3Pa時，再通電加熱，控制升溫速度為10°C /mirT30 V /min,升溫至860?940°C,然后保溫不超過30min,再冷卻，控制冷卻速度為3°C /min?10°C /min,冷卻至300°C后再隨爐冷卻，即完成采用AgCuTi釬料連接Cf/LAS復(fù)合材料的方法。
[0008]本發(fā)明步驟一中所述的機(jī)械加工是指切片機(jī)切割機(jī)加工，如半自動內(nèi)圓切片機(jī)、全自動片材切割機(jī)等。
[0009]本發(fā)明步驟二對連接面采用砂紙打磨所用的砂紙為600#至1000#。
[0010]本發(fā)明步驟二所述的丙酮溶液的濃度為> 99.5%。
[0011 ] 本發(fā)明步驟二所述的超聲清洗是采用潔康牌數(shù)碼超聲波清洗機(jī)(SP-08A)超聲清洗。
[0012]本發(fā)明步驟三所述的AgCuTi釬料箔片的厚度為50unTl50um，Ti含量為3%?7%。
[0013]本發(fā)明步驟三所述的AgCuTi釬料箔片的厚度為lOOum，Ti含量為4.5%。
[0014]本發(fā)明步驟四中真空加熱爐真空度到達(dá)1.5X10_3Pa，控制升溫速度為20°C /min,升溫至900°C，保溫時間為lOmin，冷卻速度為5°C /min。
[0015]本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)Cf/LAS復(fù)合材料接頭的連接，首先，Ti通過與Cf/LAS復(fù)合材料中的O、Al和Si等反應(yīng)，形成化合物，實現(xiàn)冶金連接；其次，Ti與碳纖維生成了 TiC，從一定程度上提高了接頭的力學(xué)性能，通過控制釬焊溫度(86(T940°C )和保溫時間(OlOmin)，實現(xiàn)對反應(yīng)層的厚度和接頭中反應(yīng)相的分布控制，進(jìn)而控制釬焊接頭的顯微組織和性能，成功實現(xiàn)了 Cf/LAS復(fù)合材料的連接，獲得的接頭完整致密，無裂紋等缺陷，經(jīng)測試，接頭的室溫平均剪切強(qiáng)度達(dá)到8.4MPa，本發(fā)明主要應(yīng)用于將較小尺寸或形狀簡單的(^/1^3復(fù)合材料零部件連接起來，以獲得較大尺寸或形狀復(fù)雜的構(gòu)件，能有效提高現(xiàn)有零件的抗蠕變性能和抗熱震性能，具有極大的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明Cf/LAS復(fù)合材料接頭界面組織結(jié)構(gòu)的背散射電子照片。
【具體實施方式】
[0017]下面對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
一種采用AgCuTi釬料連接Cf/LAS復(fù)合材料的方法,其特征在于步驟如下:步驟一、將Cf/LAS復(fù)合材料進(jìn)行機(jī)械加工，得到待連接的Cf/LAS復(fù)合材料，所述的機(jī)械加工是指切片機(jī)切割機(jī)加工，如半自動內(nèi)圓切片機(jī)、全自動片材切割機(jī)等，步驟二、將步驟一得到的待連接的Cf/LAS復(fù)合材料的連接面采用砂紙打磨后拋光，再將Cf/LAS復(fù)合材料的連接面放入丙酮溶液中超聲清洗5mirTl0min，采用砂紙打磨所用的砂紙為600#至1000#水砂紙逐級打磨，所述的丙酮溶液的濃度為> 99.5%，超聲清洗是采用潔康牌數(shù)碼超聲波清洗機(jī)(SP-08A)超聲清洗；步驟三、將AgCuTi釬料置于待連接的Cf/LAS復(fù)合材料的連接面之間，裝配成Cf/LAS復(fù)合材料/AgCuTi釬料/Cf/LAS復(fù)合材料依次疊加的裝配件，其中AgCuTi釬料箔片的厚度為25unT200um，Ti含量為1%?10% ;優(yōu)選AgCuTi釬料箔片的厚度為lOOum，Ti含量為4.5% ;步驟四、將步驟三得到的裝配件放置在真空加熱爐中，抽真空，當(dāng)真空度達(dá)到(1.3?2.0) X KT3Pa時，再通電加熱，控制升溫速度為10°C /mirT30°C /min，升溫至860?940°C,然后保溫不超過30min,再冷卻，控制冷卻速度為3°C /min?10°C /min,冷卻至300°C后再隨爐冷卻，即完成采用AgCuTi釬料連接Cf/LAS復(fù)合材料的方法，步驟四中優(yōu)選真空加熱爐真空度到達(dá)1.5 X 10?,控制升溫速度為20°C /min,升溫至900°C，保溫時間為1min,冷卻速度為5°C /min。
[0018]本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)Cf/LAS復(fù)合材料接頭的連接，首先，Ti通過與Cf/LAS復(fù)合材料中的O、Al和Si等反應(yīng)，形成化合物，實現(xiàn)冶金連接；其次，Ti與碳纖維生成了 TiC，從一定程度上提高了接頭的力學(xué)性能，通過控制釬焊溫度(86(T940°C)和保溫時間(OlOmin)，實現(xiàn)對反應(yīng)層的厚度和接頭中反應(yīng)相的分布控制，進(jìn)而控制釬焊接頭的顯微組織和性能，成功實現(xiàn)了 Cf/LAS復(fù)合材料的連接，并獲得了可靠的接頭。接頭的室溫剪切強(qiáng)度最高可達(dá)8.4MPa，本發(fā)明主要應(yīng)