方式】十一:本实施方式与【具体实施方式】一至十之一不同的是步骤四以10C /min的速度降温到300°C后，随炉冷却至室温。其它步骤及参数与【具体实施方式】一至十之一相同。
[0031]【具体实施方式】十二:本实施方式与【具体实施方式】一至十一之一不同的是步骤一所述硼粉与碘球的质量比为1: (1.5?2)，每升丙酮中所含硼粉与碘球的总质量为0.8?1.2go其它步骤及参数与【具体实施方式】一至十一之一相同。
[0032]实施例一:本实施例缓解结构陶瓷及其复合材料瓷自身连接应力的方法按以下步骤实现:
[0033]—、将粒径为2 μπι的20mg硼粉、36mg碘球与60ml丙酮混合，超声分散30min得到含硼的电泳液；
[0034]二、打磨Ti箔和铜片，待焊结构陶瓷及其复合材料用800#’ 1000#，1500#的金刚石磨盘逐级打磨，将打磨后的Ti箔、铜片和待焊结构陶瓷及其复合材料放入丙酮中进行超声清洗lOmin，得到清洗后的Ti箔、铜片和待焊结构陶瓷及其复合材料；
[0035]三、采用直流电源，调节电压为25V，清洗后的Ti箔和铜片插入含硼的电泳液中，正极接入清洗后的铜片，负极接入清洗后的Ti箔片，正负电极间距为30mm，通电5min后得到沉积有硼粉的Ti箔；
[0036]四、取两片沉积有硼粉的Ti箔，将沉积有硼粉的Ti箔一侧的硼粉擦去，将含硼一侧相对叠在一起作为中间层，再将中间层夹在待焊陶瓷的待焊面之间，得到待焊件，然后对待焊件进行夹装(以15MPa的压力固定焊件)，真空钎焊炉中在真空度为5X 10_3Pa的条件下，以20°C /min的速度，升温到1150°C，保温60min，再以10°C /min的速度降温到300°C后，随炉冷却至室温，完成结构陶瓷及其复合材料自身连接。
[0037]本实施例中结构陶瓷及其复合材料采用ZrB2-SiC陶瓷，为ZrB2粉与SiC粉按照体积百分比为4:1进行称量混合(质量比约为7.7:1)，球磨24h后在2000°C压力30MPa，热压烧结60min后制备得到的。步骤二中Ti箔的厚度为30 μm，Ti箔与铜片为长方形，尺寸为50X 10mm, ZrB2基复合陶瓷的尺寸为5X 5X 2_。
[0038]本实施例所得的结构陶瓷及其复合材料自身扩散连接接头的抗剪强度为140?150MPa。
[0039]实施例二:本实施例与实施例一不同的是步骤四采用三片沉积有硼粉的Ti箔叠层放置作为中间层，擦去与待焊结构陶瓷及其复合材料相接触的Ti箔上的硼粉。其它步骤及参数与实施例一相同。
[0040]本实施例所得的结构陶瓷及其复合材料自身扩散连接接头的抗剪强度为150?160MPao
[0041]实施例三:本实施例与实施例一不同的是步骤四以20°C /min的速度，升温到1200°C。其它步骤及参数与实施例一相同。
[0042]本实施例所得的结构陶瓷及其复合材料自身扩散连接接头的抗剪强度为160?170MPa。
[0043]实施例四:本实施例与实施例一不同的是步骤四以20°C /min的速度，升温到1100°C。其它步骤及参数与实施例一相同。
[0044]本实施例所得的结构陶瓷及其复合材料自身扩散连接接头的抗剪强度为120?130MPa。
[0045]实施例五:本实施例与实施例一不同的是步骤四以20°C /min的速度，升温到1150°C，保温80min。其它步骤及参数与实施例一相同。
[0046]本实施例所得的结构陶瓷及其复合材料自身扩散连接接头的抗剪强度为160?170MPa。
[0047]实施例六:本实施例与实施例一不同的是步骤三通电1min后得到沉积有硼粉的Ti箔。其它步骤及参数与实施例一相同。
[0048]本实施例所得的结构陶瓷及其复合材料自身扩散连接接头的抗剪强度为110?130MPa。
【主权项】
1.一种缓解结构陶瓷及其复合材料连接应力的方法，其特征在于是按以下步骤实现: 一、将硼粉和碘球混合到丙酮中，超声分散均匀得到含硼的电泳液； 二、打磨Ti箔、铜片和待焊陶瓷，将打磨后的Ti箔、铜片和待焊陶瓷放入丙酮中进行超声清洗，得到清洗后的Ti箔、铜片和待焊陶瓷； 三、采用直流电源，将清洗后的Ti箔和铜片平行插入含硼的电泳液中，正极接入清洗后的铜片，负极接入清洗后的Ti箔片，通电后得到沉积有硼粉的Ti箔； 四、将多片沉积有硼粉的Ti箔叠层夹在清洗后的待焊陶瓷待焊面之间，得到待焊件，然后对待焊件进行夹装，在真空条件下，以10?20°C /min的速度，升温到1100?1200°C，保温40?80min，再以5?10°C /min的速度降温到300°C后，随炉冷却至室温，完成结构陶瓷及其复合材料自身连接。
2.根据权利要求1所述的一种缓解结构陶瓷及其复合材料连接应力的方法，其特征在于步骤一所述硼粉的粒径为2 μπι。
3.根据权利要求1所述的一种缓解结构陶瓷及其复合材料连接应力的方法，其特征在于步骤一所述硼粉与碘球的质量比为1: (1.5?2)，每升丙酮中所含硼粉与碘球的总质量为 0.8 ?1.2go
4.根据权利要求1所述的一种缓解结构陶瓷及其复合材料连接应力的方法，其特征在于步骤二使用金相砂纸将Ti箔和铜片打磨至600#。
5.根据权利要求1所述的一种缓解结构陶瓷及其复合材料连接应力的方法，其特征在于步骤二所述的待焊陶瓷依次使用800#, 1000#，1500#的金刚石磨盘逐级打磨。
6.根据权利要求1所述的一种缓解结构陶瓷及其复合材料连接应力的方法，其特征在于步骤三调节电压为15?25V，控制铜片与Ti箔的电极间距为25?30mm，通电时间为2?1min0
7.根据权利要求1所述的一种缓解结构陶瓷及其复合材料连接应力的方法，其特征在于步骤四将2?6片沉积有硼粉的Ti箔叠层夹在清洗后的待焊陶瓷待焊面之间。
8.根据权利要求1所述的一种缓解结构陶瓷及其复合材料连接应力的方法，其特征在于步骤四对待焊件进行夹装，夹装的压力为10?25MPa。
9.根据权利要求1所述的一种缓解结构陶瓷及其复合材料连接应力的方法，其特征在于步骤四在真空度为5 X 10_3Pa的真空条件下，以20°C /min的速度，升温到1100?1200°C，保温60min。
10.根据权利要求1所述的一种缓解结构陶瓷及其复合材料连接应力的方法，其特征在于步骤四以10°c /min的速度降温到300°C后，随炉冷却至室温。
【专利摘要】一种缓解结构陶瓷及其复合材料连接应力的方法，本发明涉及一种结构陶瓷及其复合材料连接的方法，它为了解决现有结构陶瓷及其复合材料连接过程中接头中陶瓷与中间层合金的高应力导致连接强度较低的问题。连接方法：一、配制含有硼粉的电泳液；二、打磨清洗Ti箔、铜片和待焊陶瓷；三、在Ti箔上电泳沉积硼粉；四、对待焊件进行夹装，待焊件置于真空钎焊炉中进行扩散焊，然后降温至室温，完成连接。本发明采用电泳沉积辅助的方法，实现接头中原位自生TiB晶须，形成复合连接接头，缓解了陶瓷与钎料合金间由于热膨胀差异导致的高应力，其中ZrB2基复合陶瓷接头的抗剪强度达到120～170MPa。
【IPC分类】C04B37-00
【公开号】CN104744061
【申请号】CN201510172267
【发明人】林铁松, 何鹏, 王璐, 王茂昌
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年4月13日