[发明专利]一种制备高强度C/C复合材料与TC4合金接头的方法

权利要求书

1.一种制备高强度C/C复合材料与 TC4合金接头的方法，其特征在于将C/C复合材料、纯Ni中间层和TC4合金表面处理后依次采用胶水粘结，接着置于真空钎焊炉中加热，加热到一定温度后保温一段时间，冷却后得到高强度C/C复合材料与TC4合金接头；

在加热活化处理时，纯Ni中间层受热与TC4合金中Ti元素发生共晶反应液化，并充分浸入到C/C复合材料的贴近界面处发生反应，使得C/C复合材料和TC4合金通过纯Ni中间层连接牢固，C/C复合材料与纯Ni中间层界面处形成一层致密的TiC反应层；焊缝内形成了Ti₂Ni为基体组织，其内分布着Ti₂Ni和α-Ti组织；

制得的C/C复合材料与 TC4合金接头平均剪切强度为62.00 MPa。

2.根据权利要求1所述的一种制备高强度C/C复合材料与 TC4合金接头的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）对待焊C/C复合材料与TC4合金进行表面处理；即对C/C复合材料与TC4合金的待焊面进行去除油污、打磨、抛光、清洗并干燥处理；

（2）分别取一块表面处理后的C/C复合材料、TC4合金，将纯Ni中间层用胶水粘结在TC4合金待焊面上，之后将C/C复合材料待焊面与纯Ni中间层另一面用胶水粘结固定，得到待焊工件；

（3）将待焊工件放入真空钎焊炉内进行加热活化处理，使待焊工件中的胶水充分挥发，且C/C复合材料与TC4合金的待焊面之间通过液化的中间层发生连接；随后降温冷却凝固，以完成C/C复合材料与TC4合金之间的瞬态液相连接。

3.根据权利要求2所述的一种制备高强度C/C复合材料与 TC4合金接头的方法，其特征在于，所述表面处理的过程为：先将待焊C/C复合材料与TC4合金置于丙酮中超声清洗以除去其表面的油污并取出干燥；然后用砂纸对C/C复合材料与TC4合金的待焊面进行打磨处理；随后采用抛光剂进行抛光处理；最后将C/C复合材料与TC4合金置于酒精中进行超声清洗并干燥。

4.根据权利要求3所述的一种制备高强度C/C复合材料与TC4合金接头的方法，其特征在于，所述抛光剂为2.5 μm金刚石。

5.根据权利要求2所述的一种制备高强度C/C复合材料与TC4合金接头的方法，其特征在于，所述打磨处理中依次选用320#、600#、800#、1000#、1500#砂纸进行打磨。

6.根据权利要求2所述的一种制备高强度C/C复合材料与 TC4合金接头的方法，其特征在于，所述纯Ni中间层厚度为100 μm，纯度为99.99%。

7.根据权利要求2所述的一种制备高强度C/C复合材料与 TC4合金接头的方法，其特征在于，所述加热活化处理的过程为：先在真空钎焊炉中以10 ℃/ min升温速度升温至300℃并保温10 min，以使待焊工件中的胶水充分挥发；随后以10 ℃/ min升温1000-1050 ℃并分别保温，保温时间为1-7 min。

8.根据权利要求2所述的一种制备高强度C/C复合材料与 TC4合金接头的方法，其特征在于，所述降温冷却凝固的过程为：先以6 ℃/ min的速率降温至300 ℃，随后自然降温至室温。