一种销钉连接SiC/SiC复合材料的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110963818A(43)申请公布日2020.04.07(21)申请号201911146377.7(22)申请日2019.11.19(71)申请人中航复合材料有限责任公司地址101300北京市顺义区航空产业园中航复材1号科研楼申请人中国航空工业集团公司基础技术研究院(72)发明人刘时剑(74)专利代理机构中国航空专利中心11008代理人陈宏林(51)Int.Cl.C04B37/00(2006.01)F16B5/10(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种销钉连接SiC/SiC复合材料的方法(57)摘要本发明是一种销钉连接SiC/SiC复合材料的方法，该方法采用真空袋成型工艺对连接体进行稳固定型，有效解决了连接体由于人为不可控地晃动或者炉内气流等因素而导致的连接面偏移、连接效率低下等问题，避免了现有技术中需要对连接体进行粘接处理或者使用模具以确保粘接时连接体处于正确装配的模式，简化了工艺的流程，降低成本，提升SiC/SiC复合材料连接的适用性。CN110963818ACN110963818A权利要求书1/1页1.一种销钉连接SiC/SiC复合材料的方法，其特征在于：该方法的步骤如下：步骤一、制备硅-碳前驱体浆料：硅-碳前驱体浆料的组分及重量百分比为：有机碳源30～60wt％，硅源40-70wt％硅源，将两者混合后得到硅-碳前驱体浆料；步骤二、真空袋成型工艺辅助SiC/SiC复合材料连接体的装配及固化：在SiC/SiC复合材料连接件、被连接件的连接面及销钉孔处涂刷硅-碳前驱体浆料，并将连接件、被连接件及销钉按照装配关系装配好，放入真空袋中密封，开启真空泵抽真空，使得真空袋紧贴连接件、被连接件及销钉，当真空度达到-0.05MPa～-0.10MPa后，确认无空气泄漏且连接件、被连接件及销钉处于正确的装配关系后，再注入少量硅-碳前驱体浆料至连接件、被连接件的连接面及销钉孔处，直至浆料溢出，然后一起放入热压罐中在加压状态下进行固化成型，得到预连接体；步骤三、用硅-碳原位反应法在SiC/SiC复合材料连接件、被连接件的连接面及销钉孔处填充生成SiC粘接层：将步骤二得到的预连接体放入高温裂解炉中在高纯氮气气氛中进行硅-碳原位反应，在连接件、被连接件的连接面及销钉孔处形成SiC粘接层，完成SiC/SiC复合材料的销钉连接，得到SiC/SiC复合材料连接体；步骤四、对SiC/SiC复合材料连接体进行加工：采用机械加工的方式去除SiC/SiC复合材料连接件、被连接件的连接面及销钉孔处周边多余的SiC层，得到最终净尺寸的SiC/SiC复合材料连接体。2.根据权利要求1所述的销钉连接SiC/SiC复合材料的方法，其特征在于：步骤一中所述的有机碳源为呋喃树脂，糠酮树脂，酚醛树脂中的一种几种的混合物。3.根据权利要求1所述的销钉连接SiC/SiC复合材料的方法，其特征在于：步骤一中所述的硅源为硅粉、硅合金中的一种或两种的混合物。4.根据权利要求1所述的销钉连接SiC/SiC复合材料的方法，其特征在于：步骤一中所述的硅-碳前驱体浆料制备过程是在60℃～90℃条件下，将有机碳源和硅源混合后，用恒温磁力搅拌器搅拌1小时～12小时。5.根据权利要求1所述的销钉连接SiC/SiC复合材料的方法，其特征在于：步骤二中所述的固化工艺过程是：热压罐以5℃/min～10℃/min的升温速率从室温加热到160℃～200℃，压力为2MPa～4MPa，保温保压0.5小时～2小时，然后自然降温到室温，释放压力恢复常压。6.根据权利要求1所述的销钉连接SiC/SiC复合材料的方法，其特征在于：所述SiC/SiC复合材料连接件、被连接件和销钉均由先驱体浸渍裂解工艺、化学气相渗透工艺或反应熔渗工艺制备而成。7.根据权利要求1所述的销钉连接SiC/SiC复合材料的方法，其特征在于：所述SiC/SiC复合材料连接件、被连接件上的连接孔的直径比销钉的直径大0.05mm～0.15mm。8.根据权利要求1所述的销钉连接SiC/SiC复合材料的方法，其特征在于：步骤三中，硅-碳原位反应工艺是：以100℃/h～600℃/h的升温速率从室温加热到1000℃～1200℃，保温0.5小时～2小时，接着以100℃/h～600℃/h的升温速率继续加热到1410℃～1450℃，保温1小时～4小时，然后在氮气气氛下自然降温到室温。2CN110963818A说明书1/3页一种销钉连接SiC/SiC复合材料的方法技术领域[0001]本发明涉及一种销钉连接SiC/SiC复合材料的方法，该方法利用真空袋成型工艺以及原位硅-碳反应工艺的组合工艺实现SiC/SiC复合材料销钉连接，适用于大型复杂的SiC/SiC复合材料