[发明专利]二维碳化硅/碳化硅复合材料棒料及连接件制备方法

权利要求书

1.一种二维碳化硅/碳化硅复合材料连接件制备方法，其特征在于，所述连接件为销钉，包括以下步骤：

步骤1、二维碳化硅/碳化硅铺层板料预制体制备；

步骤1.1、将多层碳化硅布叠层至设计厚度，销钉直径大于等于φ6mm，设计厚度小于销钉直径；

步骤1.2、使用碳纤维垂直于叠层后的碳化硅布穿刺缝制；

步骤2、沉积BN界面层；

将步骤1制备完成的二维碳化硅/碳化硅铺层板料预制体置于界面层沉积炉，在二维碳化硅/碳化硅铺层板料预制体上沉积BN界面层，得到有BN界面层的预制体；

步骤3、沉积SiC基体；

将步骤2制备完成的有BN界面层的预制体置于CVI沉积炉，在有BN界面层的预制体上沉积碳化硅基体；形成单层二维碳化硅/碳化硅复合材料毛坯平板；单层二维碳化硅/碳化硅复合材料毛坯平板的厚度大于6mm；

步骤4、铆接组合并加工毛坯；

将多层步骤3制备的毛坯平板叠层至设计厚度，并通过较小规格的二维碳化硅/碳化硅复合材料销钉铆接，得到铆接预制体；所述设计厚度大于销钉直径；所述较小规格的二维碳化硅/碳化硅复合材料销钉通过二维碳化硅/碳化硅复合材料销钉制备方法制备；沿所述铆接预制体的外形长度或宽度方向切割成条料，再加工出棒料毛坯；

步骤5、沉积SiC/B₄C基体；

将步骤4制备的棒料毛坯置于CVI沉积炉，在棒料毛坯上沉积SiC/B₄C基体；

步骤6、精加工；

精加工步骤5制备的棒料毛坯外形，形成成品销钉；

步骤7、沉积SiC涂层；

将步骤6制备完成的销钉置于CVI沉积炉，对精加工后的成品销钉外观沉积碳化硅防氧化涂层，沉积时为间35~40h，沉积温度为850~950℃，反应气体为三氯甲基硅烷、氩气、氢气。

2.根据权利要求1所述的二维碳化硅/碳化硅复合材料连接件制备方法，其特征在于：步骤1.1中，所述设计厚度大于等于销钉直径的三分之一。

3.根据权利要求1或2所述的二维碳化硅/碳化硅复合材料连接件制备方法，其特征在于：步骤5沉积SiC/B₄C基体的具体工艺参数为：沉积前炉腔真空度要求小于500Pa，沉积温度850~950℃，以三氯甲基硅烷、甲烷、三氯化硼气体、氢气作为沉积气体及催化载体，气体流量为0.1~0.6L/min，辅以0.5L/min~1L/min的氩气作为反应保护气体，沉积时间为60~80h。

4.根据权利要求3所述的二维碳化硅/碳化硅复合材料连接件制备方法，其特征在于：沉积温度为900℃，气体流量为0.3L/min，辅以0.7L/min的氩气作为反应保护气体，沉积时间为65h。

5.根据权利要求3所述的二维碳化硅/碳化硅复合材料连接件制备方法，其特征在于：步骤2沉积BN界面层的具体工艺参数为：沉积前炉腔真空度要求小于300Pa，沉积温度620~670℃，以氨气、三氯化硼气体、氢气作为沉积气体及催化载体，气体流量为0.1~0.6L/min，辅以0.2L/min~0.3L/min的氩气作为反应保护气体，沉积时间为35~40h。

6.根据权利要求5所述的二维碳化硅/碳化硅复合材料连接件制备方法，其特征在于：步骤3沉积SiC基体的具体工艺参数为：沉积温度800~1000℃，真空度要求小于1000Pa，以0.2L/min~0.5L/min的氩气作为反应保护气体，以流量为0.15L/min~0.4L/min的H₂为载体气体，将三氯甲基硅烷送入沉积炉与氢气发生反应，沉积时间为40~60h。

7.根据权利要求6所述的二维碳化硅/碳化硅复合材料连接件制备方法，其特征在于：所述较小规格的二维碳化硅/碳化硅复合材料销钉位置沿棒料长度方向均布，铆接销钉孔间距不小于8mm。