专利名称：用于碳材料和铜合金的耐热组合件的方法
用于碳材料和铜合金的耐热组合件的方法
技术领域：
本发明涉及将由多孔碳系材料制成的至少一个部件与由富铜金属 材料制成的至少一个部件进行组装的方法和用于实施该方法的合金骨。
所述组合件，也称为耐热组合件，是使用温度大于50ox:的部件的 组合件。
这些组合件在热工程领域受到很大的关注。由于它们具有10
MW/ii^至20 MW/n^的高能量交换密度，所以它们可以用于制造热交 换构件。能量是利用"碳系材料侧"(高度耐热)上非常高的功率产生 的，而热通过有效冷却系统(例如通过循环冷却剂冷却)在"铜侧"(较 不耐热)上回收。
因此，对于这类组合件，确保非常好的热交换和构成该组合件的各 部件之间具有非常良好的机械锚固是很重要的。
这些组合件通常是包含由富铜材料制成的部件和由多孔碳系材料 制成的部件的组合件。
在本发明中，术语"多孔碳系材料"应理解为包含至少50 wt。/。的 碳、优选大于80 wt。/。的碳和最优选由100%碳组成的材料。
这类材料可以是石墨、玻璃碳、由碳系基体中的碳纤维构成复合材 料等。
同样，表述"富铜金属材料"在本发明中应理解为包含至少50wt% 的铜的材料，优选包含多于至少80 wt。/。的铜的材料，更优选纯铜。
最后，术语"多孔材料"应理解为指以所指材料的体积计开孔率大 于5%和小于50%的材料。
为了生产这种组合件，已经提出了组装的方法，在该方法中，使用 有机粘合剂将两个部件粘结在一起。然而，这类组合件的使用温度可能 决不会超过至多200X:，这对于耐热材料是不合适的。还提出了通过纯机械方法通过钉住、螺紋连接、互锁或铆接生产组 合件。然而，这些组合件仅在两个部件之间提供部分的、随机的接触， 因此导致非常一般的热交换。
还提出了通过熔焊，即在高温下在两个部件之间的界面处施加压力 以允许在两个部件之间进行原子相互扩散来组装耐热组合件的两个部 件。在该方法中，温度必须保持低于至少耐热材料的熔点。因此，在该 体系中没有液相。这种组装在沿单个方向施压的压力机中或在等压室中 进行。熔焊非常适用于两种金属合金之间的组装，但是当存在耐热陶瓷 材料时相当不合适，这是因为陶瓷的组成原子在接合处几乎不扩散。无 论如何，熔焊不允许部分金属渗入陶瓷材料的孔隙中，因此不能在两部 件之间同时获得非常好的热交换和非常好的机械锚固。
因此，为了保证组合件内良好的热传递和良好的机械完整性，可以 设想利用仅利用液相的方法，因为液相可以在界面处部分渗入由多孔碳 系复合物制成的部件。
为此， 一些方法使用活性钎焊，在所有的情形中，活性钎焊需要钎
焊，即在低于1(T4 mbar的高真空下或在惰性气体、氩气等气氛中，使 与空气中的氧隔开的钎料熔融。
因此，美国专利5340658提出使用由86 99.5wt。/。的选自铜、银、 镍和铝的至少一种活性元素和0.5 10wt。/。的选自钒、铌、钛、锆和硅 的元素组成的钎焊合金作为钎焊合金将碳系复合物接合至金属材料。在 该方法中，将钎焊合金置于由碳复合材料制成的部件和由金属材料制成 的部件之间的界面处，并且在真空中、在850C和980"C之间的温度下 加热整个组合件10分钟。
还提出使用基于银或铜的称为活性钎料的钎料，所述钎料含有一定 百分比的活性元素例如钛或锆，由此确保对多数陶瓷基体，尤其是碳系 陶瓷，例如石墨或碳-碳复合材料良好润湿。
然而，活性钎焊的主要缺点是渗透的随机性，该渗透的随机性实际 上取决于碳系材料的孔隙度的随机性。换言之，在单个界面处经常观察 到钎料对复合物的强烈渗透，其可在浸溃过轻的区域附近的接合处产生空隙。在该情况下，热传递不佳，并可能在操作期间出现"热点"。同 样，机械紧固也不佳，并且在热冲击的情况下具有碳系复合物与其支撑 物脱附或脱离的风险。
因此，即使这种紧固可以给出有用的结果，但是对于设想的工业应 用而言自然缺乏可靠性。
为了改进这种方法，美国专利6160090提出机械加工被渗入处理的 多孔材料的表面以人为增加碳系材料/钎料交换的面积。这通过激光机 械加工实施，形成具有锥形孔的规则穿孔，所述锥形孔直径为50nm~ 500 fim，深度在100 |nm和2 mm之间,穿孑L之间的间距为0.25 mm。 这种穿孔阵列可以确保活性钎料的渗透分布得非常均匀。所提出的钎料 通常基于银和铜，它们通过几个百分比的钛活化。虽然提出的机械表面 处理确实解决了活性钎料的可靠性问题，但是，由于该操作(虽然也是 自动的)的成本和实施时间，其大规模应用仍然存在问题。
此夕卜,文献、、Mechanisms of reactive wetting: the question of triple line configuration", Acta Mater. Voi. 45, no. 7, p. 3079-3085, 1997,
研究了玻璃^体或碳化a体上由40 at。/。的硅和60 at。/。的铜组成的合 金的活性润湿。该文章表明与玻璃g体上的Cu-Si体系的润湿良好。
然而，仅靠润湿不能保证均匀渗入多孑L基体，也不能保"iit^/Cu-Si/铜 合金的接缝具有良好的机械完整性。这是因为，例如，过度良好的4f^润 湿有促进其被多孑L碳系基体完全吸收的风险，这会使其不可能与铜^r进 行后续组装。而且，未见有关可能渗入玻璃>^体的信息，并且实际上也 未见由多孔碳系材料制成的部件与由富铜金属材料制成的部件的组合件。
本发明的目的是通过提出使用铜合金来组装至少两个部件来克服现有 技术方法的缺点，所述组装的方法能在工业上应用，且同时可靠、廉价。
为此，本发明特别提出使用以液相形式部分渗入多孔碳系材料中的钎 焊合金，从而确保在所得的最终组合件中具有M锚固和良好的热传递。
本发明中所用的钎焊合金含25至60 at。/o的铜和75至40 at。/。的硅， 其对应于约12.8至39.9 wt。/。的Si和87.2至60.1 wt。/。的Cu， Si和Cu 的原子百分比之和等于至少95%。如果使用少量的硅，则润湿非常差，这从钎焊的观点看是不令人满 意的。其原因是润湿不良导致钎料对钎焊接缝或该接缝中的洞的填充不 好。良好的润湿不是成功钎焊的充分标准，而是必要标准。
另一方面，如果钎焊合金中的硅含量多于40 wt%，则对多孔碳系 复合物的渗透较不好控制，且质量不好。
一种尤其优选的用于本发明的钎焊合金是含40 at。/。硅和60 at。/。铜 的钎焊合金。
该合金尤其适用于由多孔碳系材料制成的部件与由富铜材料制成 的部件的组装。
本发明中使用的钎焊合金提供了对由多孔碳系材料制成的部件的 良好润湿，但是，最重要的是，所述合金使钎焊合金能够均匀地(控制 为部分地)渗入多孔碳复化合物中，其原因是，出人意料地，虽然富硅 体系在碳上具有良好的润湿性，但是本发明钎焊合金向多孔碳系材料中 的渗透仍然较慢，由此使得可以完美地控制钎焊合金向多孔碳系基体中 的渗透。
这种对钎焊合金渗透的完美控制防止钎焊合金完全消耗在碳系基 体的孔内，从而确保部分钎焊合金在多孔碳系材料的表面上形成涂层。
这是因为，当该钎焊合金在多孔碳系材料上熔化之后，在多孔碳系 材料的表面上可以保持厚度IOO nm的钎焊合金，该钎焊合金由此可以 在后续过程中用于与富铜金属材料的实际组装。
此外，出人意料的是，已经观察到了钎焊合金在渗入多孔碳系材料 时与碳的中度反应性，这是因为该区域非常薄，在多数情况下小于l fim。 然而，Cu-Si体系因其反应性而被公知硅与碳反应以合成碳化珪。例 如，在结合碳纤维的碳-碳复合材料的情况下，纤维的完整性在渗透区 域中得以保持在钎焊合金和碳之间存在接触，但是碳纤维不被钎焊合 金攻击或损坏。
本发明所用的钎焊合金可以通过在氧化铝坩埚中以期望的原子比 熔融铜和硅制得。将该混合物在10-2至IO5mbar (毫巴)的真空或惰性C至1200X:。在所得熔融 产物冷却之后，优选研磨冷却的产物。
当钎焊合金粉末的颗粒尺寸为100 jim至500 fim时，获得了使用本 发明钎焊合金的良好结果。
为了更实际和均匀地应用于待组装的部件上，该粉末可与有机粘结 剂混合以获得根据本发明的钎焊骨，所述钎焊骨的粘滞结持性(viscous consistency)使其能够铺展。合适的粘结剂是本领域技术人员已知的。
这种粘结剂的一个实例是Nicr化ra2 Cement 6S0，其量为10至20体积 %。
本发明的钎焊合金还可以从纯度为约98%的珪粉末和纯度为约98% 的商业Cu-Si合金的混合物获得，方法是将商业Cu-Si合金与获得期望的 Cu和Si原子比的必要量的硅粉末混合。在此再次提及，这些比例是25至 60 at。/。的珪和75至40 at。/o的铜。
与前述方式相同，然后在炉中、在真空下或在惰性气体中和在与前述 相同的温度下熔融该混合物相同的时间。
在所得熔融产物冷却之后，还可以研磨所述冷却产物，然后再将其与 有机粘结剂混合以获得骨，所述骨的粘滞结持性使其能够被铺展到待组 装部件的表面上。
由多孔碳系材料制成的至少一个部件和由富铜金属材料的至少一 个部件的组装方法包括使用本发明的金属化合金的至少一个步骤。
更准确地，将本发明的钎焊合金以粉末形式或骨形式施加至由多孔 碳系材料制成的待组装部件，所述材料预先在13001C至1400t:的温度 和高真空下脱气。优选地，组合件表面涂有用量为50至500 mg/cm2、 最优选用量为100至400 mg/cii^的合金。然后，使本发明的钎焊合金 熔融并渗入多孔碳系材料中。为了做到这一点，将由多孔碳系材料制成 的、组装表面上涂有本发明钎焊合金或本发明钎焊骨的部件置于真空炉 中，并在能够使本发明的钎焊合金熔融的温度下加热。
该温度通常为1000C至1200"C。用于熔融该合金的热处理的持续时间为30至90分钟。所用的真空为10-2至l(T5mbar的高真空。然而， 可以使用氧含量少于5 ppm的惰性气体如氩气的气流。
出人意料的是，在该操作之后，钎焊合金以完美受控的方式均匀地 渗透到由多孔碳系材料制成的部件的整个组装表面上。-限据热处理的温 度和持续时间，所观察到的向多孔碳系基体中的渗透深度为500 nm至 1000 nm，并且，根据热处理的温度和持续时间，表面上具有厚度为100 至2000 jim的钎焊合金膜。
因此，本发明方法的下一个步骤包括实施上述由多孔碳系材料制成 且其组装面覆有熔融钎焊合金的部件与由上述富铜金属合金制成的部 件之间的实际组装。为此，将所述由多孔碳系材料制成且涂有钎焊合金 的部件轻度抛光，然后使其与所述由富铜金属材料制成的部件的组装表 面接触。然后，在真空或惰性气体中和一定温度下加热整个组合件，所 述温度必须低于所述富铜金属材料的熔点，并且低于钎焊合金完全熔融 的温度。然而，该温度必须高于802X:，即铜-硅二元组成图中的最低共
熔温度，使得可以在金属和碳系复合物的金属化表面之间的接触点处暂 时出现液相。该操作被称为"低共熔钎焊"。该第二热循环的优选操作
参数如下处理温度为850至9501:;在102至105 mbar的高真空下 或在氧含量低于5 ppm的惰性气体如氩气流中的热处理持续时间为10 至30分钟。
在对应于所述两个部件的组装的该第二热循环之后，使物体冷却至 室温，则組装被实施。然后，通过机械(螺紋连接、铆接)方法或焊接 或扩散焊接或钎焊，最终可以将根据本发明生产的组合件并入热交换器 中。
根据本发明获得的组合件由用多孔碳系材料制成的部件和用富铜 金属材料制成的部件构成，在连接所述部件的界面处具有根据本发明的 熔融钎焊合金。本发明的组装方法确保碳系基体和铜基体之间存在非常 好的机械紧固和非常好的热传递，从而确保非常好的抗热冲击性，甚至 在极端条件下也是如此。
本发明组装方法的另一显著性质是向多孔碳系材料中渗透的均匀 性，而不管多孔碳系材料的初始均匀性如何。这是因为碳-碳复合材料是尤其不均匀的织造碳纤维的阵列随机释放许多孔。利用本发明方法 获得的渗透表明，不管是在具有高纤维密度的区域中，或者相反在纤维 密度较低而孔较多的区域中，都存在相同的渗入深度。
此外，利用本发明的方法，在未机械加工组装表面的情况下实现了 向多孔碳系材料中的铜渗透，由此显著降低组装操作的成本。
最后，用于使多孔碳系复合材料"金属化"的钎焊合金配方的一个 显著优点是大幅限制了用于进行组装的化学元素的数目。这避免了多成 分冶金体系，后者涉及高温，并且最终因为形成许多金属间化合物而变 得易碎。实际上，在本发明的钎焊合金中，使用的化学元素仅是碳、铜 和硅。
本发明的钎焊方法和钎焊骨尤其可用于热工程领域，尤其用于能够 处理约20 MW/cn^高热通量的非常高性能的热交换器。在初级环路和 次级环路之间的交换点处，有必要使用适于两个热环路的环境、耐受使 用温度且具有非产高的导热性质的材料，这正是碳系材料和铜材料适用 的情形。
因此，本发明的方法和合金尤其可用于生产高热通量的热交换器， 尤其是用于回收等离子体内能量的，这是因为碳系材料耐受这些极端条 件。这类装置的基本原理是通过防护罩的辅助回收由热核反应获得的等 离子体释放出来的能量，所述防护罩由碳-碳复合砖板构成。热经过利 用铜管阵列生产的碳砖冷却环路回收。铜管结构必须通过循环冷却剂有 效冷却，以将金属温度保持在合理的水平(< iooot:)。这类装置非常
广泛地用于托卡马克和环形等离子体封闭装置，这些装置是用于研究等 离子体和开发基于核聚变原理运行的未来热核发电站的设备。
因此，本发明还涉及一种包含根据本发明的至少一种组合件的装置。
通过阅读以下纯粹作为本发明示例而不意味着限制本发明的示例 性实施方案，本发明将变得更好理解，并且本发明特征的其它优点将变 得更为清楚。
实施例l:碳-碳复合材料/纯铜组合件的生产。该实施例描述了 c/c复合材料和纯铜板之间的组合件的制造。 所述部件的尺寸如下
-C/C复合材料20x15x8 mm3;
-铜20xl5x2mm3。
C/C复合材料是碳纤维增强的碳基体复合材料(供应商SNECMA; 材料编号NB31)。
C/C复合材料在超声脱脂(有机溶剂)槽中清洁，然后干燥。然后， 在10-2至10-5 mbar的真空中和1420t:下在真空加热处理中使复合材料 脱气l小时。
铜板在超声脱脂槽中清洁，然后干燥。
在第一步骤中，由粉末制造组成为60 at% Cu/40 at% Si的钎焊合 金。然后将合金与有机粘结剂混合以获得骨。
在第二步骤中，用该钎焊骨覆盖待钎焊的C/C复合材料面，并且钎 料量优选为800至1000 mg。
然后，将复合材料置于炉中的支撑物(氧化铝或石墨板)上，并使 其经受热循环。热处理条件是
-保持温度1160 -保持时间60分钟；
-气氛高真空。 保持之后，进行自然冷却。 该处理导致
-合金熔融；
-合金渗入复合材料中约1.5 mm深；—复合材料的组装表面涂有连续的合金厚度(约500 nm);和
-碳和合金之间发生非常有限的反应，即~1 jim的反应区域。
第三步骤包括钎焊Cu-Si金属化复合材料和纯铜。轻度抛光待钎焊 的金属化复合材料面以在敷金属和铜板之间具有完美的接触。然后，未 添加钎焊骨的铜板覆盖复合材料的金属化面。然后，将复合材料置于炉 中的支撑物(氧化铝或石墨板)上，并使其经受热循环。热处理条件是
-保持温度卯0"C;
-保持时间15分钟；
-气氛高真空。
保持之后，进行自然冷却。从炉中取出C/C复合材料，然后与纯铜 板进行组装。
实施例2:由在实施例1中获得的组合件与由组成为98.97 wt。/。的 Cu/0.84 wt。/o的Cr/0.14 wt。/。的Zr的CuCrZr合金制成的部件构成的组 合件的生产。
然后，将在实施例1中获得的组合件与由CuCrZr合金制成的部件 进行组装。
将要和纯铜组装的CuCrZr部件的面电镀镍。然后将其放置为面向 纯铜部件。将整个组合件置于真空下的金属容器中，然后用TIG密封 (钨惰气焊接)。利用氦试验检查密封容器的密封。密封之后，将容器 置于HIP(热等静压)室中并经受以下热处理温度550n;压力 400 bar, 120分钟。在HIP循环之后，打开容器。所得到的是CuCrZr 和纯Cu之间的组合件，所述纯Cu自身已经连接至C-C复合材料。
实施例3:碳-碳复合材料/CuCrZr合金組合件的生产。
该实施例描述了碳-碳复合材料和组成为98.97 wt。/。的Cu/0.84 wt% 的Cr/0.14 wt。/。的Zr的CuCrZr合金板之间的组合件的制造。
部件的尺寸如下-碳-碳复合材料20x15x8 mm3; -CuCrZr: 20 x 15 x 10 mm3;
碳-碳复合材料是用碳纤维增强的碳基体复合材料(供应商 SNECMA;材料编号NB 31 )。
碳-碳复合材料在超声脱脂(有机溶剂)槽中清洁，然后干燥。然后， 在10-2至105 mbar的真空中和1420"C下在真空加热处理中使复合材料 脱气l小时。
CuCrZr板在超声脱脂槽中清洁，然后干燥。
在第一步骤中，由粉末制造组成为60 at% Cu/40 at% Si的钎焊合 金。然后将合金与有机粘结剂混合以获得骨。
在第二步骤中，用该钎焊骨覆盖待钎焊的C/C复合材料面，并且钎 料量优选为800至1000 mg。
然后，将复合材料置于炉中的支撑物(氧化铝或石墨板)上，并使 其经受热循环。热处理条件是
-保持温度1160 "C;
-保持时间60分钟；
-气氛高真空。 保持之后，进行自然冷却。 该处理导致
-合金熔融；
—合金渗入复合材料中约1.5 mm深；
-复合材料的组装表面涂有连续的合金厚度(约500 );和 -碳和合金之间发生非常有限的反应，即~ 1 nm的反应区域。第三步骤包括钎焊Cu-Si金属化复合材料和CuCrZr。轻度抛光待 钎焊的金属化复合材料面以在敷金属和铜板之间具有完美的接触。然 后，用未添加钎焊骨的CuCrZr板覆盖复合材料的金属化面。然后，将 复合材料置于炉中的支撑物(氧化铝或石墨板)上，并^^其经受热循环。 热处理条件是
-保持温度卯0"C;
-保持时间15分钟；
-气氛高真空。
保持之后，进行自然冷却。从炉中取出碳-碳复合材料，然后与 CuCrZr板进行组装。
实施例4:通过本发明方法、利用本发明合金获得的组合件的抗热 冲击性能试验。
使用实验热冲击程序来测试根据实施例1和实施例2中所述程序生 产的C/C/Cu-CrCrZr接缝的机械强度。
该程序包括在氩气中将C/C/Cu-CuCrZr组合件从20。C加热至 450°C，然后使其经历水淬(释放置有试样的篮并使其落入水中)。对每 个试样重复该处理30次。IO次循环之后，进行目视检查。对4个同样 生产的试样(程序l，然后程序2)进行30次热冲击之后，没有观察到 接缝破裂。
实施例5:由在实施例1中获得的組合件与ODS (氧化物分散增强 的)Cu合金构成的组合件的生产，所述ODS Cu合金用人1203氧化物 硬化，组成为Cu/0.25 wt。/o的A1/0.2 wt。/。的O/0.025 wf/o的B。
然后将在实施例1中获得的组合件与由ODS Cu合金(0.25 wt。/。的 A1/0.2 wt。/。的O/0.025 wt。/o的B )制成的尺寸为20 x 15 x io mm3的部件 进行组装。该部件在脱脂槽中清洁，然后干燥。
用组成为60 at% Cu/40 at% Si的钎料青覆盖在实施例1中获得的 纯Cu部件的面，钎料量为100mg。将ODS Cu部件的组装面置于Cu部件的覆有钎料的面上。将整个复合材料置于炉中的支撑物(氧化铝或
石墨板)上，并使其经受热循环。热处理条件是 -保持温度900匸； -保持时间15分钟； -气氛高真空。
保持之后，进行自然冷却。从炉中取出ODSCu部件，然后与自身 已经与C/C复合材料进行组装的纯Cu部件进行组装，即获得 C/C-Cu-ODSCu组合件。
实施例6:碳-碳复合材料与ODSCu合金之间的组合件的生产，所 述合金用A1203氧化物硬化，组成为Cu/0.25 wt。/。的A1/0.2 wt。/o的 O/0.025 wt。/o的B。
所述部件的尺寸如下
-碳醒碳复合材料20x15x8 mm3;
-ODSCu: 20x15x10 mm3;
碳-碳复合材料是用碳纤维增强的碳基体复合材料(供应商 SNECMA;材料编号NB 31 )。
碳-碳复合材料在超声脱脂(有机溶剂)槽中清洁，然后干燥。然后， 在102至105 mbar的真空中和14201C下在真空加热处理中使复合材料 脱气l小时。
ODS铜板在超声脱脂槽中清洁，然后干燥。
在第一步骤中，由粉末制造組成为60 at% Cu/40 at% Si的钎焊合 金。然后将合金与有机粘结剂混合以获得骨。
在第二步骤中，用该钎焊骨覆盖待钎焊的碳-碳复合材料面，钎料量 优选为100至400 mg/cm2。
然后，将复合材料置于炉中的支撑物(氧化铝或石墨板)上，并使其经受热循环。热处理条件是
-保持温度1160 n;
-保持时间60分钟；
-气氛高真空。 保持之后，进行自然冷却。 该处理导致
-钎焊合金熔融；
—钎焊合金渗入复合材料中约1.5 mm深；
一复合材料的组装表面涂有连续的钎焊合金厚度(约500 nm);和
-碳和钎焊合金之间发生非常有限的反应，即~ 1 nm的反应区域。
第三步骤包括组装Cu-Si金属化复合材料部件和ODS铜部件。轻 度抛光金属化复合材料部件的待钎焊面以在敷金属(钎焊合金层)和 ODS铜板之间具有完美的接触。用未施加钎焊骨的铜板覆盖复合材料 的金属化面。然后，将整个组合件置于炉中的支撑物(氧化铝或石墨板) 上，并使其经受热循环。热处理条件是
-保持温度900 r;
-保持时间15分钟；
-气氛高真空。
保持之后，进行自然冷却。从炉中取出后，碳-碳复合材料已经与 ODS铜板进行组装。
实施例7:抗热冲击性能测试。
对在实施例3、5和6中生产的组合件进行与在实施例4中描述的 相同的程序。该试验之后未观察到破裂。虽然本发明的方法、钎焊合金的用途和钎焊骨的用途在上述实施 例中已经描述为尤其适于组装由多孔碳-碳材料制成的部件和由富铜材 料制成的部件，但是本发明决不限于组装这类部件。
权利要求
1.具有下式的铜硅系合金在由多孔碳系材料制成的至少一个部件与由富铜金属材料制成的至少一个部件的组装中的应用CuxSiy式中x和y是原子百分比，其中25≤x≤60，40≤y＜75且x+y≥95％。
2. 根据权利要求l所述的合金的应用，其特征在于，在所述公式中，x -60， y = 40。
3. —种钎料骨，其特征在于它由粉末形式的钎料合金和无机粘结剂的 混合物构成，所述钎料合金具有下式CuxSiy式中x和y是原子百分比，其中25<x<60， 40 < y < 75且x + y = 95%。
4. 一种将由多孔碳系材料制成的至少一个部件与由富铜金属材料制成 的至少一个部件进行组装的方法，其特征在于它包括以下步骤a) 将具有下式的铜硅系合金CuxSiy式中x和y是原子百分比，其中25《x《60， 40<y<75iLx + y> 95%,或根据权利要求3所述的钎焊骨沉积到所述由多孔碳系材料制成 的至少一个部件的组装表面上，使钎焊合金量为50至500 mg/cm2;b) 在真空或惰性气氛中加热在步骤a)中获得的所述整个组合件， 以熔融所述合金或所述骨；c) 将在步骤b)中获得的所述整个组合件与所述由多孔碳系材料 制成的至少一个部件的所述组装表面接触；和d) 在低于所述由富铜金属材料制成的至少一个部件的熔点并低于 所述合金或所述骨的熔点的温度下和真空或惰性气氛中加热在步骤c) 中获得的所述整个组合件。
5. 根据权利要求4所述的组装方法，其特征在于步骤d)的所述加热温 度大于802匸。
6. 根据权利要求5所述的组装方法，其特征在于步骤c)在1000至 1200'C的温度下和真空或惰性气氛中进行30至卯分钟，并且步骤d ) 在850至950t:下和高真空或氩气流中进行10至30分钟。
7. —种组合件，其特征在于所述组合件由用多孔碳系材料制成的至少 一个部件和用富铜金属材料制成的至少一个部件组成，在上述二部件的界面处具有一个铜合金层，所述铜合金层具有下式CuxSiv式中x和y是原子百分比，其中25<x<60， 40 < y < 75且x + y > 95%， 所述合金已熔融固化。
8. —种装置，所述装置包含至少一个根据权利要求7所述的组合件。
全文摘要
本发明涉及一种用于组装由多孔碳材料制成的至少一个部件和由富铜金属材料制成的至少一个部件的方法以及用于实施该方法的合金膏。根据本发明的方法包括使用铜硅系合金来组装由多孔碳材料制成的至少一个部件和由富铜金属材料制成的至少一个部件的步骤，所述合金具有式ICu<sub>x</sub>Si<sub>y</sub>，其中x和y是原子百分比，25≤x≤60，40≤y≤75且x+y≥95％。本发明尤其适合用于热工程领域。
文档编号B23K35/02GK101626865SQ200880004752
公开日2010年1月13日 申请日期2008年2月14日 优先权日2007年2月16日
发明者瓦莱丽·肖马, 纳迪娅·米卢-阿利 申请人:原子能委员会