[发明专利]一种纳米浸渍瞬态共晶相结合化学气相渗透实现SiC陶瓷的连接方法及制备的陶瓷连接件

说明书

本发明属于陶瓷连接技术领域，公开了一种纳米浸渍瞬态共晶相结合化学气相渗透实现SiC陶瓷的连接方法及制备的陶瓷连接件，该方法先将SiC粉和Al₂O₃‑Re₂O₃混合后加入溶剂和球磨介质混合，干燥后得到混合粉体；将混合粉体进行造粒，将造粒后的粉体铺展在两块抛光后的SiC中间形成三明治结构；将三明治结构的样品放入热处理炉中，在真空或保护气氛下，升温至1000℃～1400℃进行热处理，再加入掺杂填料的有机碳硅烷在1300～1600℃进行化学气相渗透，得到SiC陶瓷的连接件。本发明通过纳米浸渍瞬态共晶相结合化学气相渗透实现SiC陶瓷的低温无压连接，连接处的漏率达到0～1×10^‑10Pa·L/s。

技术领域

本发明属于陶瓷材料连接技术领域，更具体地，涉及一种纳米浸渍瞬态共晶相(NITE相)结合化学气相渗透(CVI)实现SiC陶瓷的连接方法及制备的陶瓷连接件。

背景技术

SiC陶瓷一般都具有耐高温、高硬度、抗磨损、耐腐蚀、高温强度高等优良特性，是汽车、机械、冶金和宇航等部门开发新技术的关键材料。此外，纯SiC材料因为其高热导率、抗中子辐照以及低中子吸收截面，可应用于核反应堆中的事故容错燃料。

然而，由于陶瓷材料的脆性和冲击韧度低，耐热冲击能力弱，因而其加工性能差，制造尺寸大而形状复杂的零件较为困难，因此需要通过陶瓷之间的连接技术来制取形状复杂的零部件。目前，在SiC陶瓷连接方法中，纳米浸渍瞬态共晶相连接的剪切强度最高，并且具有良好的抗腐蚀和抗中子辐照，然而，一般采用纳米浸渍瞬态共晶相时都需要高温高压，这对于事故容错燃料(是核反应堆中用来包裹核燃料的第一层保护材料，这种材料直接承受核反应堆中全部的中子辐照，也是最关键的一道防护罩)中包壳管和端塞连接来说是致命的缺陷。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的不足和缺点，本发明提供了一种纳米浸渍瞬态共晶相(NITE相)结合化学气相渗透(CVI)实现SiC陶瓷的连接方法。该方法采用预制多孔结构的连接坯体，再结合化学气相渗透法实现SiC连接的方法，极大地推动SiC陶瓷在核领域内的应用。

本发明的另一目的在于提供一种上述连接方法制得的SiC陶瓷的连接件。

本发明的再一目的在于提供一种上述SiC陶瓷的连接件的应用。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：

一种纳米浸渍瞬态共晶相结合化学气相渗透实现SiC陶瓷的连接方法，包括如下具体步骤：

S1.将SiC粉和Al₂O₃-Re₂O₃混合后加入溶剂和球磨介质混合，干燥后得到混合粉体；所述Re为Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或Lu；

S2.将混合粉体进行造粒，将造粒后的粉体铺展在两块抛光后的SiC中间形成三明治结构；

S3.将三明治结构的样品放入热处理炉中，在真空或保护气氛下，升温至1000℃～1400℃进行热处理，再加入掺杂填料的有机碳硅烷在1300～1600℃进行化学气相渗透，得到SiC陶瓷的连接件。

优选地，步骤S1中所述SiC粉的纯度为95～99.999％，所述SiC粉的粒径为10～100nm；所述Al₂O₃的纯度为95～99.999％，所述Al₂O₃的粒径为0.01～10μm；所述Re₂O₃的纯度为95～99.999％，所述Re₂O₃的粒径为0.01～10μm。