本公开涉及用于接合反应键合碳化硅部件的含金刚石的粘合剂。
背景技术:
1、反应键合碳化硅(rb-sic或si/sic)是通过反应渗透形成的多相材料,其中在真空或惰性气氛中使熔融元素硅(si)与碳化硅(sic)颗粒加碳(c)的多孔物质接触。产生润湿条件,使得通过毛细作用将该熔融硅拉入碳化硅颗粒和碳的物质中,并且硅与该物质中的碳反应以形成另外的碳化硅。得到的反应键合碳化硅材料主要包含碳化硅,但也包含未反应的互连硅。
2、渗透过程如图1和图2所示。图1是含有碳化硅颗粒22和碳24的多孔物质(或预成型件)20的示意性横截面视图。图2是反应键合碳化硅材料(陶瓷材料)26在被熔融硅渗透并随后冷却之后的示意性横截面视图。该渗透可以在真空或惰性气氛中进行。
3、在所示的过程中,熔融硅反应性地渗透在预成型件20(图1)中,使得反应键合碳化硅材料26(图2)具有三种元素的微结构:(1)原始碳化硅颗粒22;(2)反应形成的碳化硅(si+c=>sic)28,和(3)残留的(未反应的)元素硅30。硅30在其从液态凝固时膨胀(如水(h2o)和镓(ga)一样)。结果,反应的固化三组分微结构22、28、30是完全致密的。
4、如本文所用的术语,反应键合碳化硅材料是碳化硅颗粒在连续硅基质中的完全致密的两相复合物。反应键合碳化硅材料在美国专利申请公开号2022/0227676(2022年7月21日公开)、2021/0331985(2021年10月28日公开)、2018/0099379(2018年4月12日公开)、2017/0291279(2017年10月12日公开)和2014/0109756(2014年4月24日公开)中提及。美国专利申请公开号2022/0227676、2021/0331985、2018/0099379、2017/0291279和2014/0109756的全部公开内容以引用的方式整体并入本文。
技术实现思路
1、本公开涉及一种环氧基胶,该环氧基胶包含:液体组分,该液体组分包括环氧材料;以及固体组分,该固体组分包括金刚石粉末和碳化硅颗粒。如果需要,可以使用该胶来形成由反应键合碳化硅形成的接合区域,该接合区域连接由反应键合碳化硅形成的至少两个部件。
2、本公开还涉及一种由至少两个预成型件组装产品的方法。该方法包括:将粘合剂层定位在这些预成型件的相反表面之间,该粘合剂层包括环氧材料和金刚石粉末;使该粘合剂层碳化以产生碳化层;以及将熔融硅渗透在这些预成型件和该碳化层中,以将这些预成型件转化成包括反应键合碳化硅的相应部件,并且将该碳化层转化成将这些部件键合在一起并包括反应键合碳化硅的接合区域。
3、本公开还涉及一种制造组装产品的方法,其中通过反应键合碳化硅接合区域将反应键合碳化硅部件键合在一起。该接合区域由含金刚石的环氧基粘合剂形成,以便具有减少量的残留硅。
1.一种环氧基胶,其包含:
2.如权利要求1所述的胶,其中所述环氧材料包括环氧树脂和环氧固化剂。
3.如权利要求1所述的胶,其中所述金刚石粉末按所述固体组分重量计不小于约1%并且按所述固体组分重量计不大于约10%。
4.如权利要求1所述的胶,其中所述金刚石粉末由金刚石颗粒组成,并且其中所述金刚石颗粒的尺寸在约1μm至约5μm的范围内。
5.如权利要求1所述的胶,其中所述固体组分含有比所述金刚石粉末更多的所述碳化硅颗粒。
6.一种由至少两个预成型件组装产品的方法,所述方法包括:
7.如权利要求6所述的方法,其中所述粘合剂层包括碳化硅颗粒。
8.如权利要求6所述的方法,其中所述粘合剂层的所述碳化包括将所述粘合剂层的温度升高到约560℃至约840℃范围内的温度。
9.如权利要求6所述的方法,其中所述粘合剂层的所述碳化包括使用惰性气体来置换所述粘合剂层周围的气氛。
10.如权利要求6所述的方法,其中所述渗透在真空或惰性气氛中进行。
11.如权利要求6所述的方法,其中所述熔融硅在所述部件和所述接合区域中凝固时膨胀。
12.一种组装产品,所述组装产品通过包括以下步骤的方法制成:
13.如权利要求12所述的产品,其中所述环氧材料包括环氧树脂和环氧固化剂。
14.如权利要求12所述的产品,其中所述粘合剂层具有固体组分,并且其中所述金刚石粉末按所述固体组分重量计不小于约1%并且按所述固体组分重量计不大于约10%。
15.如权利要求12所述的产品,其中所述金刚石粉末由金刚石颗粒组成,并且其中所述金刚石颗粒的尺寸在约1μm至约5μm的范围内。
16.如权利要求12所述的产品,其中所述固体组分含有比所述金刚石粉末更多的碳化硅颗粒。