CN115974573A - 一种碳化硅连接件及激光辅助硅铝合金连接碳化硅陶瓷及其复合材料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种碳化硅连接件及激光辅助硅铝合金连接碳化硅陶瓷及其复合材料的方法。所述碳化硅连接件包括：第一待连接碳化硅部件和第二待连接碳化硅部件，以及形成在第一待连接碳化硅部件和第二待连接碳化硅部件之间的第一高硅铝合金层、低硅铝合金层和第二高硅铝合金层；优选地，所述第一待连接碳化硅部件和第二待连接碳化硅部件为碳化硅陶瓷及其复合材料。
Description
技术领域
本发明涉及一种碳化硅连接件及激光辅助硅铝合金连接碳化硅陶瓷及其复合材料的方法，属于碳化硅陶瓷连接领域。
背景技术
碳化硅陶瓷及其复合材料因具有良好的高温强度、高的热导率、低的密度与热膨胀系数等优点，被广泛应用在航空航天、电子和化工等领域。在实际的工程应用中往往要求碳化硅陶瓷及其复合材料具有特定的复杂形状或者较大的尺寸，但碳化硅陶瓷及其复合材料的高脆性、低延展性，使其难以像金属材料一样变形及进行切削加工，对复杂形状或者较大尺寸的器件整体成型难度大，而且加工成本也高。从降低加工成本以及工艺可靠性等方面考虑，将形状复杂以及较大尺寸的部件分割，然后通过连接的方法将这些分割成的形状简单、尺寸较小的部件组装起来，同样能达到应用的要求。
常用的连接技术有直接扩散连接、钎焊连接、反应连接、前驱体连接和玻璃连接。这些方法各有优缺点，其中钎焊具有工艺简单、连接温度低和接头可靠性好等优点，被广泛应用在碳化硅陶瓷的连接上。目前碳化硅陶瓷钎焊的焊料主要以银、铜、钛基等活性中低温焊料为主，但这些焊料的热膨胀系数比碳化硅陶瓷的热膨胀系数高很多，使用温度也较低，因此寻找新的碳化硅陶瓷焊料和连接工艺成为了研究的热点。
发明内容
为了解决焊料热膨胀系数与碳化硅基体相差较大，热匹配性和润湿性较差，界面结合强度低等问题，本发明提供了一种碳化硅连接件及激光辅助硅铝合金连接碳化硅陶瓷及其复合材料的方法。
一方面，本发明提供了一种碳化硅连接件，包括：第一待连接碳化硅部件和第二待连接碳化硅部件，以及形成在第一待连接碳化硅部件和第二待连接碳化硅部件之间的第一高硅铝合金层、低硅铝合金层和第二高硅铝合金层。
较佳的，所述第一待连接碳化硅部件和第二待连接碳化硅部件为碳化硅陶瓷及其复合材料；所述碳化硅复合材料包括但不限于碳纤维增强碳化硅、碳化硅纤维增强碳化硅。
优选地，所述第一待连接碳化硅部件和第二待连接碳化硅部件在25～1000℃范围内的热膨胀系数为3.0×10-6/K～5.0×10-6/K。
较佳的，所述高硅铝合金层的组成为高硅铝合金；所述高硅铝合金中硅含量为60～80wt％，优选选自硅60-铝40、硅70-铝30和硅80-铝20合金中的至少一种。
较佳的，所述第一高硅铝合金层和第二高硅铝合金层的厚度为1～5μm。
较佳的，所述低硅铝合金层的组成为低硅铝合金；所述低硅铝合金中硅含量为20～40wt％，优选选自硅20-铝80、硅30-铝70和硅40-铝60合金中的至少一种。
较佳的，所述低硅铝合金层的厚度为5～20μm。
较佳的，所述碳化硅连接件的连接强度最高可大于290.7MPa。
再一方面，本发明提供了一种激光辅助硅铝合金连接碳化硅陶瓷及其复合材料的方法，包括：
(1)将高硅铝合金悬浮液分别均匀涂覆在第一待连接碳化硅部件和第二待连接碳化硅部件表面，再经烘干，得到表面涂覆高硅铝合金层的第一碳化硅部件和表面涂覆高硅铝合金层的第二碳化硅部件；
(2)对表面涂覆高硅铝合金层的第一碳化硅部件和表面涂覆高硅铝合金层的第二碳化硅部件分别进行激光熔覆处理，得到表面有激光熔覆层的第一碳化硅部件和表面有激光熔覆层的第二碳化硅部件；
(3)在表面有激光熔覆层的第一碳化硅部件和表面有激光熔覆层的第二碳化硅部件中激光熔覆层的表面分别涂覆低硅铝合金悬浮液后并完成对接，再经烘干和热处理，实现第一待连接碳化硅部件和第二待连接碳化硅部件的连接。
较佳的，所述高硅铝合金悬浮液包含高硅铝合金粉末和溶剂；
所述溶剂选自去离子水或/和有机溶剂，所述有机溶剂优选选自乙醇、丙酮和甲醇中的至少一种；
所述高硅铝合金粉末中硅含量为60～80wt％，优选选自硅60-铝40粉末、硅70-铝30粉末和硅80-铝20合金粉末中的至少一种，更优选为硅60-铝40(Si60-Al40)合金粉末。
较佳的，所述高硅铝合金粉末的平均粒径为1～10μm；所述高硅铝合金悬浮液中的高硅铝合金粉末含量为30～50wt％。
较佳的，所述低硅铝合金悬浮液包括低硅铝合金粉末和溶剂；
所述溶剂选自去离子水或/和有机溶剂，所述有机溶剂优选选自乙醇、丙酮和甲醇中的至少一种，优选为乙醇；
所述低硅铝合金粉末中硅含量为20～40wt％，优选选自硅20-铝80粉末、硅30-铝70粉末和硅40-铝60合金粉末中的至少一种，更优选为硅40-铝60(Si40-Al60)合金粉末。
较佳的，所述低硅铝合金粉末的平均粒径为1～10μm；所述低硅铝合金悬浮液中的低硅铝合金粉末的含量为40～60wt％。
较佳的，所述激光熔覆的激光功率在50～150W之间，扫描速度为10～30mm/s，光斑间距为0.05～0.15mm；激光熔覆气氛为真空、氩气、氮气和空气中的一种，优选为氮气或氩气等惰性气体。
较佳的，所述激光熔覆所用的激光器为固体激光器、气体激光器、半导体激光器、光纤激光器中的一种，优选为二氧化碳气体激光器或光纤激光器。
较佳的，所述烘干的温度为80～100℃、优选为90℃，保温时间为15～45min、优选为30min。
较佳的，所述热处理的温度为800～1100℃，保温时间为15～120min，保护气氛为真空、惰性气体或空气。
较佳的，涂覆高硅铝合金悬浮液之前将第一待连接碳化硅部件和第二待连接碳化硅部件的表面进行预处理；所述预处理包括：表面打磨和超声清洗；优选地，用乙醇、丙酮或去离子水进行超声清洗。
有益效果：
本发明中，采用硅含量高于12.5％的过共晶硅铝合金(第一高硅铝合金层、低硅铝合金层和第二高硅铝合金层)作为连接材料，这类合金流动性较好，热膨胀系数可以根据硅含量进行调整，具有较低的中子吸收截面，可以有效抵抗核辐射等辐射干扰。此外，高含硅量可以抑制铝和碳化硅反应生成金属间化合物Al4C3等脆性相，提高结合强度；
本发明中，利用激光熔覆的方法进行辅助连接，将热膨胀系数与碳化硅基体更接近的高硅铝合金激光熔覆层作为连接过渡层，可以减少热应力的产生，得到结合强度更高的连接组件。然后再涂覆一层熔点较低的低硅铝合金，在较低的连接温度下即可完成连接。此外，低硅铝合金和过渡层的高硅铝合金的材料组成相近，可以提高低硅铝合金对碳化硅基体的润湿性能，使得界面结合更好。
附图说明
图1为实施例1的连接层与碳化硅基体的界面形貌结构SEM图；
图2为实施例1进行抗弯强度测试后的试件图；
图3为实施例2的连接层与碳化硅基体的界面形貌结构SEM图；
图4为实施例3的连接层与碳化硅基体的界面形貌结构SEM图；
图5为对比例1的连接层与碳化硅基体的界面形貌结构SEM图。
具体实施方式
以下通过下述实施方式进一步说明本发明，应理解，下述实施方式仅用于说明本发明，而非限制本发明。
本发明可形成抗弯强度高于碳化硅基体强度(290MPa)的硅铝合金与碳化硅连接界面。以下示例性说明本发明提出的一种激光辅助硅铝合金连接碳化硅陶瓷及其复合材料的方法。以下各百分含量如无特别说明均指质量百分含量。
制备高硅铝合金悬浮液。高硅铝合金悬浮液的原料组成包括高硅铝合金粉末和溶剂，可将高硅铝合金粉末和溶剂球磨得到高硅铝合金悬浮液。所述高硅铝合金粉末优选为Si60-Al40合金粉末，这类合金的热膨胀系数和碳化硅基体接近，可减少界面应力的产生。所述合金粉末的粒径可小于3μm。所述溶剂优选为乙醇，因为乙醇容易挥发，可以防止有机物在激光熔覆过程中发生裂解或氧化，影响熔覆层的形成。高硅铝合金悬浮液的固含量可为30-50wt％，优选为40wt％。
将高硅铝合金悬浮液均匀涂覆在待连接碳化硅部件表面。所述涂覆方法包括但不限于旋转涂覆法、喷涂法和丝网印刷涂覆法。所述碳化硅部件可为碳化硅陶瓷和碳化硅复合材料，其中碳化硅复合材料包括但不限于碳纤维增强碳化硅和碳化硅纤维增强碳化硅。
在待连接碳化硅部件表面涂覆高硅铝合金粉末悬浮液前，应先对碳化硅部件进行表面预处理，以去除表面的二氧化硅、碳和油污等杂质。例如，可先利用磨床将碳化硅表面层磨掉，然后用乙醇、丙酮或去离子水进行超声清洗。
将涂覆高硅铝合金粉末悬浮液后的碳化硅部件烘干，得到表面涂覆高硅铝合金层的碳化硅部件。例如可使用真空烘箱、电热鼓风干燥箱或热风循环烘箱烘干，烘干温度为80～100℃，优选为90℃，保温时间为15～45min，优选为30min。所述高硅铝合金层的厚度优选为小于4μm，利于得到较为均匀的激光熔覆高硅铝合金层。
对表面涂覆高硅铝合金层的碳化硅部件进行激光熔覆。所述激光熔覆中的激光器可为固体激光器、气体激光器、半导体激光器、光纤激光器中的一种。优选为对高硅铝合金具有较高吸收系数的激光源，提高激光的能量利用率，例如可为二氧化碳气体激光器或光纤激光器。激光功率可为50～150W，扫描速度为10～30mm/s，光斑间距为0.05～0.15mm，熔覆气氛为真空、氩气、氮气和空气中的一种。优选为氩气、氮气等惰性气体气氛，可以防止高硅铝合金在激光作用下发生大规模的氧化，还可以保护碳化硅基体。
对另一待连接碳化硅部件重复上述同样的操作涂覆高硅铝合金粉末悬浮液和激光熔覆处理。
制备低硅铝合金悬浮液。低硅铝合金悬浮液的原料组成包括低硅铝合金粉末和溶剂，可将低硅铝合金粉末和溶剂球磨得到高硅铝合金悬浮液。所述低硅铝合金粉末优选为Si40-Al60合金粉末，该合金的熔点较低，可以降低连接温度。所述合金粉末的粒径可小于5μm。所述溶剂可为乙醇。低硅铝合金悬浮液的固含量可为40～60wt％，优选为40wt％。
在两个激光熔覆高硅铝合金后的待连接碳化硅部件表面涂覆低硅铝合金悬浮液后，将两个碳化硅部件完成对接，并进行烘干和热处理连接。所述热处理连接可在烧结炉或焊接炉当中进行，温度为800～1100℃，保温时间为15～120min，连接的保护气氛为真空或惰性气体。其中，对接可使用石墨或氧化铝模具完成，例如可使用石墨或氧化铝模具自带的螺栓施加一个较小的压力，确保连接材料和基体的良好接触。
下面进一步列举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。
实施例1：
(1)称取20g Si60-Al40合金粉末，30g乙醇和25g玛瑙球，放置于球磨机中球磨12h，配制高硅铝合金粉末含量为40％的悬浮液；
(2)将高硅铝合金悬浮液均匀涂敷在经过磨床处理和超声清洗的碳化硅部件的表面上，在90℃的烘箱中烘干30min，得到表面涂覆高硅铝合金层的碳化硅部件；
(3)然后在惰性气体氮气气氛下利用二氧化碳激光器对待连接表面进行激光熔覆。具体激光参数为：激光功率75W，扫描速度15mm/s，光斑间距0.05mm，重复扫描两次，得到激光熔覆高硅铝合金层；
(4)对另一待连接碳化硅部件重复上述同样的操作涂覆高硅铝合金悬浮液和激光熔覆处理；
(5)称取20g Si40-Al60合金粉末，30g乙醇和25g玛瑙球，放置于球磨机中球磨12h，配制低硅铝合金粉末含量为40％的悬浮液；
(6)然后在两个激光熔覆高硅铝合金后的待连接碳化硅部件表面涂覆低硅铝合金悬浮液，将两个待连接面对齐并通过石墨夹具夹紧，其压力为1～20MPa，在烘箱中烘干后放置在烧结炉中进行连接，连接温度为900℃，保温时间为30min，在真空环境当中进行，得到连接试条。
如图1所示，该实施例1形成的连接接头与基体的界面结合良好，接缝致密，无孔洞、裂纹等明显缺陷，接头的四点抗弯强度为290.7MPa。如图2所示，抗弯实验所产生的断裂位置位于基体上，而不是连接处，表明影响抗弯强度的主要因素是基体强度，连接层强度以及接头与基体的界面强度要大于290.7MPa。
实施例2：
(1)称取20g Si60-Al40合金粉末，30g乙醇和25g玛瑙球，放置于球磨机中球磨12h，配制高硅铝合金粉末含量为40％的悬浮液；
(2)将高硅铝合金悬浮液均匀涂敷在经过磨床处理和超声清洗的碳化硅部件的表面上，在90℃的烘箱中烘干30min，得到表面涂覆高硅铝合金层的碳化硅部件；
(3)然后在惰性气体氮气气氛下利用二氧化碳激光器对待连接表面进行激光熔覆。具体激光参数为：激光功率75W，扫描速度15mm/s，光斑间距0.05mm，重复扫描两次，得到激光熔覆高硅铝合金层；
(4)对另一待连接碳化硅部件重复上述同样的操作涂覆高硅铝合金悬浮液和激光熔覆处理；
(5)称取20g Si40-Al60合金粉末，30g乙醇和25g玛瑙球，放置于球磨机中球磨12h，配制低硅铝合金粉末含量为40％的悬浮液；
(6)然后在两个激光熔覆高硅铝合金后的待连接碳化硅部件表面涂覆低硅铝合金悬浮液，将两个待连接面对齐并通过石墨夹具夹紧，其压力为1～20MPa，在烘箱中烘干后放置在烧结炉中进行连接，连接温度为800℃，保温时间为30min，在真空环境当中进行，得到连接试条。
如图3所示，由于连接温度较低，连接材料未完全融化，该实施例2形成的连接接头与基体的界面结合较差，接缝存在一些孔洞缺陷，接头的四点抗弯强度为87.5MPa。
实施例3：
(1)称取20g Si60-Al40合金粉末，30g乙醇和25g玛瑙球，放置于球磨机中球磨12h，配制高硅铝合金粉末含量为40％的悬浮液；
(2)将高硅铝合金悬浮液均匀涂敷在经过磨床处理和超声清洗的碳化硅部件的表面上，在90℃的烘箱中烘干30min，得到表面涂覆高硅铝合金层的碳化硅部件；
(3)然后在惰性气体氮气气氛下利用二氧化碳激光器对待连接表面进行激光熔覆。具体激光参数为：激光功率75W，扫描速度15mm/s，光斑间距0.05mm，重复扫描两次，得到激光熔覆高硅铝合金层；
(4)对另一待连接碳化硅部件重复上述同样的操作涂覆高硅铝合金悬浮液和激光熔覆处理；
(5)称取20g Si40-Al60合金粉末，30g乙醇和25g玛瑙球，放置于球磨机中球磨12h，配制低硅铝合金粉末含量为40％的悬浮液；
(6)然后在两个激光熔覆高硅铝合金后的待连接碳化硅部件表面涂覆低硅铝合金悬浮液，将两个待连接面对齐并通过石墨夹具夹紧，其压力为1～20MPa，在烘箱中烘干后放置在烧结炉中进行连接，连接温度为1000℃，保温时间为30min，在真空环境当中进行，得到连接试条。
如图4所示，该实施例3形成的连接接头与基体的界面结合良好，接缝致密，无孔洞、裂纹等明显缺陷，接头的四点抗弯强度为270.4MPa。对比实施例1、实施例2和实施例3可知，接头的抗弯强度随着温度的升高呈现先增大后减小的趋势。
实施例4：
(1)称取20g Si60-Al40合金粉末，30g乙醇和25g玛瑙球，放置于球磨机中球磨12h，配制高硅铝合金粉末含量为40％的悬浮液；
(2)将高硅铝合金悬浮液均匀涂敷在经过磨床处理和超声清洗的碳化硅部件的表面上，在90℃的烘箱中烘干30min，得到表面涂覆高硅铝合金层的碳化硅部件；
(3)然后在惰性气体氮气气氛下利用二氧化碳激光器对待连接表面进行激光熔覆。具体激光参数为：激光功率75W，扫描速度15mm/s，光斑间距0.05mm，重复扫描两次，得到激光熔覆高硅铝合金层；
(4)对另一待连接碳化硅部件重复上述同样的操作涂覆高硅铝合金悬浮液和激光熔覆处理；
(5)称取20g Si40-Al60合金粉末，30g乙醇和25g玛瑙球，放置于球磨机中球磨12h，配制低硅铝合金粉末含量为40％的悬浮液；
(6)然后在两个激光熔覆高硅铝合金后的待连接碳化硅部件表面涂覆低硅铝合金悬浮液，将两个待连接面对齐并通过石墨夹具夹紧，其压力为1～20MPa，在烘箱中烘干后放置在烧结炉中进行连接，连接温度为900℃，保温时间为15min，在真空环境当中进行，得到连接试条。
该实施例4由于保温时间较短，形成的连接接头与基体的界面结合一般，接头的四点抗弯强度为132.9MPa。
实施例5：
(1)称取20g Si60-Al40合金粉末，30g乙醇和25g玛瑙球，放置于球磨机中球磨12h，配制高硅铝合金粉末含量为40％的悬浮液；
(2)将高硅铝合金悬浮液均匀涂敷在经过磨床处理和超声清洗的碳化硅部件的表面上，在90℃的烘箱中烘干30min，得到表面涂覆高硅铝合金层的碳化硅部件；
(3)然后在惰性气体氮气气氛下利用二氧化碳激光器对待连接表面进行激光熔覆。具体激光参数为：激光功率75W，扫描速度15mm/s，光斑间距0.05mm，重复扫描两次，得到激光熔覆高硅铝合金层；
(4)对另一待连接碳化硅部件重复上述同样的操作涂覆高硅铝合金悬浮液和激光熔覆处理；
(5)称取20g Si40-Al60合金粉末，30g乙醇和25g玛瑙球，放置于球磨机中球磨12h，配制低硅铝合金粉末含量为40％的悬浮液；
(6)然后在两个激光熔覆高硅铝合金后的待连接碳化硅部件表面涂覆低硅铝合金悬浮液，将两个待连接面对齐并通过石墨夹具夹紧，其压力为1～20MPa，在烘箱中烘干后放置在烧结炉中进行连接，连接温度为900℃，保温时间为45min，在真空环境当中进行，得到连接试条。
该实施例7形成的连接接头与基体的界面结合良好，接缝致密，无孔洞、裂纹等明显缺陷，接头的四点抗弯强度为208.6MPa。
实施例6：
(1)称取20g Si60-Al40合金粉末，30g乙醇和25g玛瑙球，放置于球磨机中球磨12h，配制高硅铝合金粉末含量为40％的悬浮液；
(2)将高硅铝合金悬浮液均匀涂敷在经过磨床处理和超声清洗的碳化硅部件的表面上，在90℃的烘箱中烘干30min，得到表面涂覆高硅铝合金层的碳化硅部件；
(3)然后在惰性气体氮气气氛下利用二氧化碳激光器对待连接表面进行激光熔覆。具体激光参数为：激光功率75W，扫描速度15mm/s，光斑间距0.05mm，重复扫描两次，得到激光熔覆高硅铝合金层；
(4)对另一待连接碳化硅部件重复上述同样的操作涂覆高硅铝合金悬浮液和激光熔覆处理；
(5)称取20g Si40-Al60合金粉末，30g乙醇和25g玛瑙球，放置于球磨机中球磨12h，配制低硅铝合金粉末含量为40％的悬浮液；
(6)然后在两个激光熔覆高硅铝合金后的待连接碳化硅部件表面涂覆低硅铝合金悬浮液，将两个待连接面对齐并通过石墨夹具夹紧，其压力为1～20MPa，在烘箱中烘干后放置在烧结炉中进行连接，连接温度为900℃，保温时间为60min，在真空环境当中进行，得到连接试条。
该实施例6形成的连接接头与基体的界面结合较好，接缝致密，无孔洞、裂纹等明显缺陷，四点抗弯强度为173.7MPa。该实施例的保温时间比实施例5长，抗弯强度却有所下降，是由于保温时间较长，Al元素向基体当中扩散，生成脆性相，从而影响力学性能。
对比例1：
称取20g Si40-Al60合金粉末，30g乙醇和25g玛瑙球，放置于球磨机中球磨12h，配制Si40-Al60合金粉末含量为40％的悬浮液。将Si40-Al60合金悬浮液均匀涂敷在经过磨床处理和超声清洗的两个碳化硅部件的表面上，然后将两个待连接面对齐并通过石墨夹具夹紧，其压力为1～20MPa，在烘箱中烘干后放置在烧结炉中进行连接，连接温度为900℃，保温时间为30min，在真空环境当中进行，得到连接试条。
如图5所示，该对比例1形成的连接接头与基体的界面结合良好，接缝致密，无孔洞、裂纹等明显缺陷，接头的四点抗弯强度为212.8MPa。通过与实施例1进行对比可知，利用激光熔覆的方法进行辅助连接，将热膨胀系数与碳化硅基体更接近的高硅铝合金熔覆层作为连接过渡层，可以提高对基体的润湿性能，减少热应力的产生，得到结合强度更高的连接组件。此外，在激光的高温作用下，碳化硅基体会分解为碳和硅，随后和铝硅合金生成Al4SiC4和SiC增强相，有利于铝硅合金与碳化硅基体之间形成良好的反应界面层，增加结合强度。
对比例2
称取20g Si60-Al40合金粉末，30g乙醇和25g玛瑙球，放置于球磨机中球磨12h，配制Si60-Al40合金粉末含量为40％的悬浮液。将Si60-Al40合金悬浮液均匀涂敷在经过磨床处理和超声清洗的两个碳化硅部件的表面上，然后将两个待连接面对齐并通过石墨夹具夹紧，其压力为1～20MPa，在烘箱中烘干后放置在烧结炉中进行连接，连接温度为900℃，保温时间为30min，在真空环境当中进行，得到连接试条。
该对比例2形成的连接接头与基体的界面结合较差，接头的四点抗弯强度为143.8MPa。界面强度较低的原因在于Si60-Al40合金未经过激光熔覆的处理而直接在900℃的低温下进行连接，导致Si60-Al40合金不能完全熔化，流动性不足，与碳化硅基体的结合较差，抗弯强度较低。通过该对比例可发现，经过本发明所采用的激光熔覆简单处理后，可以在更低的温度下进行连接，降低成本。
Claims (13)
1.一种碳化硅连接件，其特征在于，包括：第一待连接碳化硅部件和第二待连接碳化硅部件，以及形成在第一待连接碳化硅部件和第二待连接碳化硅部件之间的第一高硅铝合金层、低硅铝合金层和第二高硅铝合金层；优选地，所述第一待连接碳化硅部件和第二待连接碳化硅部件为碳化硅陶瓷及其复合材料。
2.根据权利要求1所述的碳化硅连接件，其特征在于，所述第一/第二高硅铝合金层的组成为高硅铝合金；所述高硅铝合金中硅含量为60～80wt％，优选选自硅60-铝40、硅70-铝30和硅80-铝20合金中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的碳化硅连接件，其特征在于，所述第一高硅铝合金层和第二高硅铝合金层的厚度为1～5μm。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的碳化硅连接件，其特征在于，所述低硅铝合金层的组成为低硅铝合金；所述低硅铝合金中硅含量为20～40wt％，优选选自硅20-铝80、硅30-铝70和硅40-铝60合金中的至少一种。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的碳化硅连接件，其特征在于，所述低硅铝合金层的厚度为5～20μm。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的碳化硅连接件，其特征在于，所述碳化硅连接件的连接强度最高可大于290.7MPa。
7.一种激光辅助硅铝合金连接碳化硅陶瓷及其复合材料的方法，其特征在于，包括：
(1)将高硅铝合金悬浮液分别均匀涂覆在第一待连接碳化硅部件和第二待连接碳化硅部件表面，再经烘干，得到表面涂覆高硅铝合金层的第一碳化硅部件和表面涂覆高硅铝合金层的第二碳化硅部件；
(2)对表面涂覆高硅铝合金层的第一碳化硅部件和表面涂覆高硅铝合金层的第二碳化硅部件分别进行激光熔覆处理，得到表面有激光熔覆层的第一碳化硅部件和表面有激光熔覆层的第二碳化硅部件；
(3)在表面有激光熔覆层的第一碳化硅部件和表面有激光熔覆层的第二碳化硅部件中激光熔覆层的表面分别涂覆低硅铝合金悬浮液后并完成对接，再经烘干和热处理，实现第一待连接碳化硅部件和第二待连接碳化硅部件的连接。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一待连接碳化硅部件和第二待连接碳化硅部件为碳化硅陶瓷及其复合材料；所述碳化硅复合材料包括但不限于碳纤维增强碳化硅、碳化硅纤维增强碳化硅；优选地，所述第一待连接碳化硅部件和第二待连接碳化硅部件在25～1000℃范围内的热膨胀系数为3.0×10-6/K～5.0×10-6/K。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述高硅铝合金悬浮液包含高硅铝合金粉末和溶剂；
所述溶剂选自去离子水或/和有机溶剂，所述有机溶剂优选选自乙醇、丙酮和甲醇中的至少一种；
所述高硅铝合金中硅含量为60～80wt％，优选选自硅60-铝40合金、硅70-铝30合金和硅80-铝20合金中的至少一种，优选为硅60-铝40(Si60-Al40)合金；
所述高硅铝合金粉末的平均粒径为1～10μm；所述高硅铝合金悬浮液中的高硅铝合金粉末含量为30～50wt％。
10.根据权利要求7-9中任一项所述的方法，其特征在于，所述低硅铝合金悬浮液包括低硅铝合金粉末和溶剂；
所述溶剂选自去离子水或/和有机溶剂，所述有机溶剂优选选自乙醇、丙酮、和甲醇中的至少一种，优选为乙醇；
所述低硅铝合金中硅含量为20～40wt％，优选选自硅20-铝80合金、硅30-铝70合金和硅40-铝60合金中的至少一种，更优选为硅40-铝60(Si40-Al60)合金；
所述低硅铝合金粉末的平均粒径为1～10μm；所述低硅铝合金悬浮液中的低硅铝合金粉末的含量为40～60wt％。
11.根据权利要求7-10中任一项所述的方法，其特征在于，所述激光熔覆的激光功率在50～150W之间，扫描速度为10～30mm/s，光斑间距为0.05～0.15mm；激光熔覆气氛为真空、氩气、氮气和空气中的一种；
优选地，所述激光熔覆所用的激光器为固体激光器、气体激光器、半导体激光器、光纤激光器中的一种。
12.根据权利要求7-11中任一项所述的方法，其特征在于，所述烘干的温度为80～100℃，保温时间为15～45min；
所述热处理的温度为800～1100℃，保温时间为15～120min，保护气氛为真空、惰性气体或空气。
13.根据权利要求7-12中任一项所述的方法，其特征在于，将第一待连接碳化硅部件和第二待连接碳化硅部件的表面进行预处理；所述预处理包括：表面打磨和超声清洗；优选地，用乙醇、丙酮或去离子水进行超声清洗。
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