CN104829257A - 一种氧化铝陶瓷的粘结方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种氧化铝陶瓷的粘结方法，采用聚硅硼氮烷(PSNB)做为氧化铝陶瓷之间的粘结剂。在高温粘结剂的改性研究都需要加入添加剂，其实就是为了引入Si和B元素，而聚硅硼氮烷(PSNB)中含有这两种元素。PSNB在120℃经过2小时就可以固化，固化温度低，且不需要添加添加剂，在空气中热处理就可以达到高温粘结的目的。本发明使用的粘结剂在1400℃,1500℃均具有高的粘结强度，达到了高温下粘结剂的使用要求。本发明可以把表面低粗糙度的陶瓷粘结并满足强度要求的制备工艺，且成本更低，更加简单、高效。

Description

一种氧化铝陶瓷的粘结方法
技术领域
本发明属于高温结构材料高温粘结剂的制备工艺，具体涉及一种氧化铝陶瓷的粘结方法。
背景技术
随着科学技术的发展，高温结构材料在航空航天领域的应用越来越广泛，而材料在高温环境中的高温应变和高温模量对构件设计和材料应用至关重要。但因高温传感器和高温粘结剂的缺少而无法直接、准确的获得800℃以上的材料的高温应变和高温模量，只能用间接的方法获得。为了直接准确的测量材料的高温应变和高温模量，目前研究者采用高温应变片进行测量，但这种测试方法要将应变片用高温粘结剂和构件粘结才一起，但由于高温粘结剂的缺少，导致这种更加精确的测量方法的使用受到限制，所以我们要制备出高温粘结剂。
目前有两种高温粘结剂，无机粘结剂和有机粘结剂。无机粘结剂有杰出的耐热性能，但它的脆性和低粘结强度限制了它的应用。因此一些新的有机树脂基粘结剂得到了发展。有机粘结剂由于树脂的不同，也有一些需要解决的问题，比如有的树脂的固化温度太高，有的树脂玻璃化转变温度太低，所有树脂都存在的问题是在温度升高的过程中，热别是温度超过有机物的玻璃化转变温度后，有机物会发生裂解，会有小分子挥发，从而产生体积收缩，在粘结层中产生裂纹和孔洞，导致粘结性能下降，限制了有机粘结剂在高温下的应用，要想提高其使用温度，必须对有机物进行改性。
发明内容
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种氧化铝陶瓷的粘结方法，提供一种可以把表面低粗糙度的陶瓷粘结并满足强度要求的制备工艺，且成本更低，更加简单、高效。
技术方案
一种氧化铝陶瓷的粘结方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：对需要粘接的氧化铝陶瓷表面清洗并干燥，将粘结剂聚硅硼氮烷PSNB涂到氧化铝陶瓷表面，并在空气中静置，待PSNB充分平铺在陶瓷表面后，将两块氧化铝陶瓷材料涂覆粘结剂聚硅硼氮烷PSNB的一面搭接在一起；
步骤2：在搭接好的两块氧化铝陶瓷材料上施压1～3小时，放于120℃烘箱中固化2小时；
步骤3：将粘接固化后的氧化铝陶瓷材料在温度1400～1500℃，时间0.5～2小时进行高温热处理。
所述聚硅硼氮烷PSNB进行抽真空处理。
所述氧化铝陶瓷表面清洗采用超声清洗。
所述步骤1中在空气中静置时间为40～80分钟。
所述步骤中施压采用以142～800克重量的物体进行压制。
有益效果
本发明提出的一种氧化铝陶瓷的粘结方法，采用聚硅硼氮烷(PSNB)做为氧化铝陶瓷之间的粘结剂。在高温粘结剂的改性研究都需要加入添加剂，其实就是为了引入Si和B元素，而聚硅硼氮烷(PSNB)中含有这两种元素。PSNB在120℃经过2小时就可以固化，固化温度低，且不需要添加添加剂，在空气中热处理就可以达到高温粘结的目的。
本发明使用的粘结剂在1400℃,1500℃均具有高的粘结强度，达到了高温下粘结剂的使用要求。本发明可以把表面低粗糙度的陶瓷粘结并满足强度要求的制备工艺，且成本更低，更加简单、高效。
具体实施方式
现结合实施例对本发明作进一步描述：
本发明的具体过程：
步骤一：对所使用的氧化铝陶瓷超声清洗，干燥后，把抽过真空的粘结剂聚硅硼氮烷(PSNB)涂到陶瓷表面，并在空气中静置1小时，待PSNB充分平铺在陶瓷表面后，把两块陶瓷搭接在一起。
步骤二：在搭接好的试样上加压，2小时后，放于120℃烘箱中固化2小时。
步骤三：把固化后试样放到厢式炉中，于1400和1500℃高温热处理2小时。
本发明得到的粘结剂在1400℃,1500℃均具有高的粘结强度，达到了高温下粘结剂的使用要求。
具体实施方式
实施例一
步骤一：对陶瓷试样用水超声清洗后，干燥。同时对聚硅硼氮烷树脂抽真空，排出树脂中气泡，然后把树脂涂到陶瓷材料表面，静置1小时。待树脂平铺到陶瓷表面后，把两块陶瓷材料搭接。
步骤二：对搭接试样施加0.06Mpa的载荷，2小时后，放于120℃烘箱中固化2小时。
步骤三：把搭接好试样放于厢式炉中，以2℃/min速率分别加热到1400℃和1500℃热处理0.5、1、1.5、2小时。1400℃热处理后粘结强度分别为0、4.16、6.05、11.23Mpa，1500℃热处理后剪切实验表现为材料损坏。
实施例二
步骤一：对陶瓷试样用水超声清洗后，干燥。同时对聚硅硼氮烷树脂抽真空，排出树脂中气泡，然后把树脂涂到陶瓷材料表面，静置1小时。待树脂平铺到陶瓷表面后，把两块陶瓷材料搭接。
步骤二：对搭接试样施加0.15Mpa的载荷，2小时后，放于120℃烘箱中固化2小时。
步骤三：把搭接好试样放于厢式炉中，以2℃/min速率分别加热到1400℃和1500℃热处理0.5、1、1.5、2小时。1400℃热处理后无粘接强度，1500℃热处理后粘结强度分别为4.25、5.13、9.55、17.21Mpa。
实施例三
步骤一：对陶瓷试样用水超声清洗后，干燥。同时对聚硅硼氮烷树脂抽真空，排出树脂中气泡，然后把树脂涂到陶瓷材料表面，静置1小时。待树脂平铺到陶瓷表面后，把两块陶瓷材料搭接。
步骤二：对搭接试样施加0.15Mpa的载荷，2小时后，放于120℃烘箱中固化2小时。
步骤三：把搭接好试样放于厢式炉中，分别以2，5，8℃/min速率分别加1500℃热处理2小时。粘结强度分别为17.21、5.34、3.55Mpa。

Claims (5)

1.一种氧化铝陶瓷的粘结方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：对需要粘接的氧化铝陶瓷表面清洗并干燥，将粘结剂聚硅硼氮烷PSNB涂到氧化铝陶瓷表面，并在空气中静置，待PSNB充分平铺在陶瓷表面后，将两块氧化铝陶瓷材料涂覆粘结剂聚硅硼氮烷PSNB的一面搭接在一起；
步骤2：在搭接好的两块氧化铝陶瓷材料上施压1～3小时，放于120℃烘箱中固化2小时；
步骤3：将粘接固化后的氧化铝陶瓷材料在温度1400～1500℃，时间0.5～2小时进行高温热处理。
2.根据权利要求1所述氧化铝陶瓷的粘结方法，其特征在于：所述聚硅硼氮烷PSNB进行抽真空处理。
3.根据权利要求1所述氧化铝陶瓷的粘结方法，其特征在于：所述氧化铝陶瓷表面清洗采用超声清洗。
4.根据权利要求1所述氧化铝陶瓷的粘结方法，其特征在于：所述步骤1中在空气中静置时间为40～80分钟。
5.根据权利要求1所述氧化铝陶瓷的粘结方法，其特征在于：所述步骤中施压采用以142～800克重量的物体进行压制。
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