[发明专利]一种用于扩散连接碳化硅陶瓷的复合中间层及其连接工艺

权利要求书

1.一种复合中间层扩散连接碳化硅陶瓷的连接工艺，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：复合中间层粉末的制备

按配比量称取高纯钛碳化硅、高纯碳化硼以及高纯硅，混合后倒入玛瑙研磨钵中，以无水酒精为研磨介质，研磨1-3 h至完全混合均匀，随后置于真空干燥箱中干燥，获得复合中间层粉末；

步骤2：焊前准备

用内圆切割机将SiC陶瓷材料切割成SiC陶瓷块体，采用抛光液对SiC陶瓷块体的待焊接表面进行抛光，将抛光后的SiC陶瓷块体放入酒精溶液中超声清洗，室温下风干，得到待焊陶瓷母材；

步骤3：装配

将两块待焊陶瓷母材和复合中间层粉末按照石墨冲头-石墨垫片-待焊陶瓷母材-复合中间层粉末-待焊陶瓷母材-石墨垫片-石墨冲头的顺序装配到石墨模具中，再将装配完成的模具放入放电等离子烧结系统中；

步骤4：放电等离子烧结

模具装好后，连接压力调至50 MPa，炉内的真空度抽至20 Pa以下，进行放电等离子烧结，获得扩散连接碳化硅陶瓷材料；

步骤1中，各原料及配比构成如下：

高纯钛碳化硅56.1 wt.%；高纯碳化硼23.8 wt.%；高纯硅20.1 wt.%；

所述高纯钛碳化硅的纯度98%，粒度25 μm；所述高纯碳化硼的纯度99%，粒度20μm；所述高纯硅的纯度98%，粒度40 μm；

步骤4中，烧结温度为1600-1700℃，保温时间为10-30 min；烧结时，升温速率设置为50-100℃/min，降温速率设置为10-20℃/min，降温至600℃时程序停止，烧结完成，随后随炉冷却至温度≤50℃，即可取出材料。

2.根据权利要求1所述的连接工艺，其特征在于：

步骤1中，干燥温度为60℃，干燥时间≥6h。

3.根据权利要求1所述的连接工艺，其特征在于：

步骤2中，所述抛光液为1-3.5μm的金刚石悬浮抛光液。

4.根据权利要求1所述的连接工艺，其特征在于：

步骤2中，依次采用3.5 μm和1 μm的金刚石悬浮抛光液对SiC陶瓷块体的待焊接表面进行抛光。

5.根据权利要求1所述的连接工艺，其特征在于：

步骤4中，烧结后获得的扩散连接碳化硅陶瓷材料的连接层厚度为30-150 μm。