[发明专利]一种SiC/SiC复合材料的连接方法

说明书

本发明涉及一种复合材料的连接方法，特别涉及一种SiC/SiC复合材料的连接方法，主要适用于大型复杂薄壁和尺寸精度要求高的SiC/SiC复合材料构件的连接。本发明提供的SiC/SiC复合材料连接方法中，SiC/SiC复合材料螺钉起到了紧固连接的作用，先驱体转化法生成的碳化硅起到了锁紧与粘接的作用，巧妙结合了紧固连接与粘接并充分发挥各自优点，连接强度和可靠性高。本发明提供了一种一体化制备大型复杂SiC/SiC复合材料构件的方法，在SiC/SiC复合材料的制造过程完成连接，缩短SiC/SiC复合材料构件的制备周期并降低成本。本发明提供一种SiC/SiC复合材料的连接方法，可以克服现有技术中粘接的脆性大且可靠性差、螺栓连接的构件表面形状改变、铆接的铆钉易脱出且可靠性差等缺点。

技术领域

本发明涉及一种复合材料的连接方法，特别涉及一种SiC/SiC复合材料的连接方法，主要适用于大型复杂薄壁和尺寸精度要求高的SiC/SiC复合材料构件的连接。

背景技术

在各类新型耐高温(1100℃以上)材料中，低密度(＜3.0g/cm³)的SiC/SiC复合材料具有良好的高温稳定性和高温力学性能，相比金属材料具有低密度和高耐温性的优势，相比结构陶瓷具有低脆性和高可靠性的优势，相比炭/炭复合材料以及碳纤维增强陶瓷基复合材料具有抗氧化性优异和长寿命等优势，已成为航空航天领域的关键热结构材料。SiC/SiC复合材料应用于热端构件尤其是大型复杂薄壁构件时，关键技术之一为连接技术，主要包括SiC/SiC复合材料与金属的连接、SiC/SiC复合材料与SiC/SiC复合材料的连接。SiC/SiC复合材料与金属之间通常采用紧固连接，包括铆接或螺栓连接等；SiC/SiC复合材料与SiC/SiC复合材料之间主要采用粘接或紧固连接。

对于SiC/SiC复合材料与SiC/SiC复合材料的粘接，大部分胶粘剂受耐温能力的限制，其高温使用性能无法满足要求。另外粘接属于脆性连接，且粘接面容易因热失配等问题产生应力与缺陷，从而严重削弱SiC/SiC复合材料高韧性和高可靠性的优势，因而不适合SiC/SiC复合材料的大面积连接，尤其是大型复杂薄壁构件的连接。

对于SiC/SiC复合材料与SiC/SiC复合材料的紧固连接，通常采用螺栓连接与铆接等形式。螺栓连接具有高的连接强度与可靠性，而且工艺简单，但螺栓改变了SiC/SiC复合材料构件的表面形状；铆接是指采用具有铆钉结构特征的陶瓷基复合材料铆钉进行连接，再用化学气相渗透方法在铆钉与铆钉孔间沉积碳化硅起到粘接作用，该方法兼具粘接与紧固连接功能，但存在以下缺点：铆钉难以形成可靠的墩头，而且铆钉与铆钉孔均为光滑表面，容易因为热失配、振动等原因导致铆钉脱出，连接的可靠性较差，无法满足SiC/SiC复合材料构件长寿命的使用要求。

发明内容

本发明的目的在于提供SiC/SiC复合材料的连接方法，满足SiC/SiC复合材料应用于航空航天飞行器热端构件时的连接需求。

本发明的技术解决方案是