CN116161985B - 碳化硅焊前表面处理方法及碳化硅与高温合金的焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种碳化硅焊前表面处理方法及碳化硅与高温合金的焊接方法，涉及异质材料连接技术领域。本发明通过激光对碳化硅陶瓷表面进行焊前改性处理，控制激光扫射的关键参数，实现对陶瓷表面的碳化及织构一体化处理。在后续与金属钎焊时，易于在陶瓷表面优先碳化生成碳化物，充当阻隔层，减少金属向陶瓷扩散，避免陶瓷金属化和脆化。同时，本发明对陶瓷材料基本上不产生破坏，且操作简单、成本低，改善了与金属钎焊时钎料的铺展情况，拓扑学上缓解残余应力以及形成钉扎效应。
Description
技术领域
本发明涉及异质材料连接技术领域，具体而言，涉及一种碳化硅焊前表面处理方法及碳化硅与高温合金的焊接方法。
背景技术
航空航天、核空间等领域普遍存在高温合金与碳化硅及其复合材料的连接需求。目前碳化硅与镍基、钴基等高温合金之间的焊接问题主要表现在以下几个方面：(1)由于Ni、Co等合金元素对于碳化硅的高反应性，陶瓷自身在焊接过程中易分解，存在陶瓷金属化、脆化等问题；(2)由于焊接产生的产物硅化物具有脆性大、熔点低、抗辐照能力差等缺点，需要对其进行有效控制；(3)陶瓷和金属的钎焊接头室温强度由于应力、界面反应等影响普遍不高。总体来说，由于镍基、钴基等高温合金与碳化硅陶瓷的反应过于剧烈，一方面在焊接过程中高温合金与陶瓷母材反应，造成大量的陶瓷金属化、脆化；另一方面，焊接所产生的Ni3Si，NiTiSi、FeSi2、CoSi2等硅化物存在脆性大、熔点低、抗辐照能力差等缺点，需有效控制焊缝中硅化物的存在。
为了控制陶瓷与金属的过度反应或硅化物的过度产生，现有技术中有学者采用中间层对Si原子进行物理上的阻隔，例如使用Mo中间层，但是这一方法存在装配困难、不易量产等问题；也有学者使用原位或者添加第二相的方法对Si原子进行化学上的吸附以及物理上的阻隔，但是这种方式存在产物分布不均匀、应力升高等问题，且这一方法无法控制陶瓷自身的分解以及金属化。目前，也有学者对陶瓷表面进行处理，从而使陶瓷和金属的反应得到有效的控制，例如在氮化物陶瓷表面覆热解碳，从而提高陶瓷的反应活性，这种方法虽然能够有效的形成碳化物阻隔层，减缓碳化硅陶瓷的分解与金属化，但是该方法一般采用整体加热的方式，不仅耗费大、操作复杂，且整体加热对陶瓷本身尤其是陶瓷复合材料的破坏较大，易产生不利影响，另外，采用管式炉等整体加热一般需要在600℃/2h-1000℃/10min之间升温，整体升温、降温速率缓慢，效率低下。
发明内容
本发明所要解决的问题是：碳化硅与镍基、钴基等高温合金焊接所面临的陶瓷易催化、焊接产物不易控制等难题，而现有技术中诸如采用管式炉整体加热以在陶瓷表面覆热解碳的方式又存在对陶瓷材料破坏较大、操作复杂、耗费成本较大等问题。
为解决上述问题，本发明提供一种碳化硅焊前表面处理方法，包括：
对碳化硅进行除杂预处理，得到陶瓷母材；
将碳的前驱体溶液旋涂在所述陶瓷母材的待焊面，旋涂厚度为1 -100μm，经保温固化后，得到表面包覆涂层的多孔陶瓷；
将所述多孔陶瓷置于真空环境中并按照预设路径进行激光扫射，其中，所述真空环境的真空度为10-4-10-2Pa，激光扫射的离焦距离为0-15mm，激光能量密度大于5W/cm2，激光波长为300nm-10.6μm，扫描速度为50-200mm/s；
对激光扫射后的陶瓷进行清洗，得到表面改性的碳化硅陶瓷。
较佳地，所述碳的前驱体溶液是将酚醛树脂与有机溶剂按照质量比3:1-1:10混合得到。
较佳地，所述碳的前驱体溶液是将三(羟甲基)氨基甲烷、盐酸多巴胺以及去离子水按照质量比1：2：100配置成pH值为8.5的混合溶液，并将所述混合溶液在空气中搅拌1h得到。
较佳地，所述保温固化的温度为60℃，时间为12h。
较佳地，所述对激光扫射后的陶瓷进行清洗包括：
将激光扫射后的陶瓷用乙醇清洗，直至完全去除未碳化的涂层；再将乙醇清洗后的陶瓷放置在酸液中处理15-20min，以去除杂质，其中，所述酸液是由HF与水按照质量比1:10得到；最后用去离子水冲洗干净，得到所述表面改性的碳化硅陶瓷。
本发明的碳化硅焊前表面处理方法相较于现有技术的优势在于：
本发明通过激光对碳化硅陶瓷表面进行加工，实现碳化及织构一体化处理。在与金属钎焊时，在陶瓷表面优先生成碳化物，碳化产生的碳化物层可以充当阻隔层，减少金属向陶瓷扩散而导致的陶瓷金属化和脆化，解决了碳化硅与镍基、钴基等高温合金焊接时由于反应剧烈导致大量陶瓷金属、催化，且不易控制焊缝中硅化物产生的问题，且碳化物层熔点高、抗辐照能力强。同时，本发明通过在陶瓷待焊面上按照预设路径激光扫射，一方面，对陶瓷材料基本上不产生破坏，且操作简单、成本低；另一方面，通过在陶瓷表面进行的织构处理也改善了后续与金属钎焊时钎料在二者之间的铺展情况，拓扑学上缓解残余应力以及形成钉扎效应。
本发明还提供一种碳化硅与高温合金的焊接方法，包括：
对金属进行除杂预处理，得到金属母材；
采用如上所述的碳化硅焊前表面处理方法对碳化硅进行改性处理，得到表面改性的碳化硅陶瓷；
将钎料粉末与粘接剂按比例混合，得到膏状钎料；或者将箔状钎料制备成与陶瓷母材相匹配的尺寸，并对所述箔状钎料进行除杂预处理，得到处理后的箔状钎料；
按照所述表面改性的碳化硅陶瓷、所述膏状钎料或所述处理后的箔状钎料、所述金属母材的顺序放置，并用模具夹紧，得到装配试样，将所述装配试样送入真空炉中进行加热。
较佳地，所述加热的工艺包括：以10℃/min加热至400℃并保温10min，然后以10℃/min继续加热至钎料所需钎焊温度并保温10-45min，再以7.5℃/min降温至400℃，停止加热，炉冷至室温。
较佳地，所述粘接剂为松油醇与无水乙醇的混合物，其中，所述松油醇与所述无水乙醇的体积比为5:1-5。
较佳地，所述模具的夹紧力为50g，且在所述将所述装配试样送入真空炉中进行加热之前还包括：在所述装配试样上施加0.5-1MPa的焊接压力。
较佳地，对碳化硅、所述金属及所述箔状钎料进行除杂预处理的工艺包括：
依次使用80#、400#、800#、1200#、2000#的水砂纸对所述碳化硅、所述金属或者所述箔状钎料进行机械打磨，并依次在丙酮、异丙醇和去离子水中进行超声波清洗，最后在40-60℃温度下干燥20-40min。
本发明的碳化硅与高温合金的焊接方法相较于现有技术的优势与碳化硅焊前表面处理方法相较于现有技术的优势相同，在此不再赘述。
附图说明
图1为本发明实施例中碳化硅焊前表面处理方法流程图；
图2为本发明实施例中碳化硅焊前表面处理方法的示意图；
图3为本发明实施例中碳化硅与高温合金的焊接方法流程图；
图4为本发明实施例中焊接装配示意图；
图5为本发明实施例中酚醛树脂进行热重分析结果；
图6为本发明实施例中无表面覆碳处理的GH5188/CuNiTi/CMC钎焊接头电镜扫描图；
图7为本发明实施例中经过表面覆碳处理的GH5188/CuNiTi/CMC钎焊接头电镜扫描图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
请参见图1所示，本发明实施例的一种碳化硅焊前表面处理方法，包括：
步骤110，对碳化硅进行除杂预处理，得到陶瓷母材；
步骤120，将碳的前驱体溶液旋涂在所述陶瓷母材的待焊面，旋涂厚度为1-100μm，经保温固化后，得到表面包覆涂层的多孔陶瓷；
步骤130，将所述多孔陶瓷置于真空环境中并按照预设路径进行激光扫射，其中，所述真空环境的真空度为10-4-10-2Pa，激光扫射的离焦距离为0-15mm，激光能量密度大于5W/cm2，激光波长为300nm-10.6μm，扫描速度为50-200mm/s；
步骤140，对激光扫射后的陶瓷进行清洗，得到表面改性的碳化硅陶瓷。
本实施例的碳化硅焊前表面处理方法，能够实现陶瓷表面织构及碳化的一体化处理，通过激光作为热源，在短时间内使得陶瓷表面的Si与C的比例发生变化，从而减少碳化硅陶瓷的分解，并控制硅化物的产生。本实施例通过激光扫射碳化硅陶瓷表面，且控制激光扫射的关键参数以及真空环境，有助于在陶瓷表面优先生成碳化物，一方面，碳化物陶瓷的熔点相对较高，通常在1500℃以上，同时碳化物的抗辐照能力高，因此，相比熔点低、抗辐照能力差的硅化物，在陶瓷表面生成碳化物有利于提高陶瓷与金属焊接的接头强度。另一方面，陶瓷表面形成的碳化物层相比于硅化物层更加致密，而普遍认为Ni、Co等元素在碳化物陶瓷中的扩散程度相对较低，因此碳化物阻隔层的形成有助于减少金属向陶瓷侧的扩散以及后续的金属化和脆化；且阻隔层同时也减少向焊缝中溶解的Si含量，从而减少了硅化物的产生。再一方面，本实施例在激光加热时按照预设路径扫射，以在陶瓷表面形成具有特定形状的碳化物层，通过对碳化物表面进行织构处理，能够同时改善钎料的铺展情况，拓扑学上缓解残余应力以及形成钉扎效应。
综上，本实施例首先对碳化硅进行焊前预处理，通过激光对碳化硅陶瓷表面进行加工，实现碳化及织构一体化处理。由此，在与金属钎焊时，碳化产生的碳化物层可以充当阻隔层，减少金属向陶瓷扩散而导致的陶瓷金属化和脆化，解决了碳化硅与镍基、钴基等高温合金焊接时由于反应剧烈导致大量陶瓷金属、催化，且不易控制焊缝中硅化物产生的问题，且碳化物层熔点高、抗辐照能力强。同时，由于本实施例采用激光作为热源，相比现有技术中采用管式炉整体加热方式所带来的对陶瓷材料破坏性较大、操作复杂、成本较高的问题，本实施例通过在陶瓷待焊面上按照预设路径激光扫射，一方面，对陶瓷材料基本上不产生破坏，且操作简单、成本低；另一方面，通过在陶瓷表面进行的织构处理也改善了后续与金属钎焊时钎料在二者之间的铺展情况。
其中一些实施方式中，对碳化硅进行除杂预处理包括：依次使用80#、400#、800#、1200#、2000#的水砂纸对所述碳化硅进行机械打磨，得到待焊表面光滑的母材；并依次在丙酮、异丙醇和去离子水中进行超声波清洗，以去除油脂；最后在40-60℃温度下干燥20-40min，得到去除杂质后的干净的待焊面。
其中一些实施方式中，所述碳的前驱体溶液是将酚醛树脂与有机溶剂按照质量比3:1-1:10混合得到。
另一些实施方式中，所述碳的前驱体溶液是将三(羟甲基)氨基甲烷、盐酸多巴胺以及去离子水按照质量比1：2：100配置成pH值为8.5的混合溶液，并将所述混合溶液在空气中搅拌1h得到。
其中一些实施方式中，所述保温固化的温度为60℃，时间为12h。
如图2所示，图2为陶瓷表面处理的其中一种示例，配置碳的前驱体溶液后，将其涂敷在陶瓷表面，并置于烘干箱中干燥固化。通过在碳化硅陶瓷表面涂覆碳的前驱体溶液，并经固化后得到表面包覆一层有机物涂层的多孔陶瓷。在后续的激光加热过程中，有机物涂层碳化形成碳化物层，且激光扫射过程中，按照预设路径扫描，由此，在陶瓷表面形成织构。以便于后续钎料的铺展。其中，所述预设路径包括点状略扫，或者按“井”形、“川”形等略扫。
其中一些实施方式中，对激光扫射后的陶瓷进行清洗，清洗过程如下：首先将所得基材用乙醇彻底清洗，直至完全去除未碳化的PR涂层。然后将清洗后的陶瓷放置在酸液中处理15-20min，以去除SiO2等杂质，其中，所述酸液是由HF与水按照质量比1:10得到。最后用去离子水冲洗干净，得到所述表面改性的碳化硅陶瓷，将冲洗干净的材料放入酒精中待用。
请参阅图3所示，本发明另一实施例提供一种碳化硅与高温合金的焊接方法，包括：
步骤310，对金属进行除杂预处理，得到金属母材；
步骤320，采用如上的碳化硅焊前表面处理方法对碳化硅进行改性处理，得到表面改性的碳化硅陶瓷；
步骤330，将钎料粉末与粘接剂按比例混合，得到膏状钎料；或者将箔状钎料制备成与陶瓷母材相匹配的尺寸，并对所述箔状钎料进行除杂预处理，得到处理后的箔状钎料；
步骤340，按照所述表面改性的碳化硅陶瓷、所述膏状钎料或所述处理后的箔状钎料、所述金属母材的顺序放置，并用模具夹紧，得到装配试样，将所述装配试样送入真空炉中进行加热。
其中，对金属的除杂预处理方法以及对箔状钎料的除杂预处理与对碳化硅陶瓷除杂方式类似，均是先通过砂纸打磨光滑，然后超声清洗，最后再干燥。可以理解，在除杂处理之前，需将陶瓷与金属切割到相应的焊接尺寸，在后续装配试件时，同样需将箔状钎料切割至与陶瓷母材相匹配的尺寸。
对于不同形式的钎料，可以采用不同的处理方式。例如对于钎料粉末，通过将其与粘接剂混合，得到膏状钎料，装配时，将膏状钎料涂覆在陶瓷表面。其中，膏状钎料可以通过丝网印刷的方式进行涂覆；膏状钎料所用的粘接剂可以为松油醇与无水乙醇的混合物，所述松油醇与所述无水乙醇的体积比为5:1-5；钎料粉末包括BNi2、CuNiTi、AuCuV等金属活性钎料。对于箔状钎料，可以将其裁剪成陶瓷母材的尺寸，然后按照上述除杂预处理的方法进行表面去杂质处理，其中，箔状钎料末包括BNi2、CuNiTi、AuCuV等金属活性钎料。
如图4所示，将陶瓷母材、钎料及金属母材按顺序放置后，用模具夹紧，压力约为50g，然后将装配试件送入真空炉中，真空度为5×10-4托至5×10-6托。优选地，为了避免钎焊过程中试样发生移动，在装配好的试样上施加0.5-1MPa的焊接压力。
其中一些实施方式中，将装配试样送入真空炉进行加热的工艺如下：以10℃/min加热至400℃并保温10min，在该温度下有利于钎料中松油醇的挥发，然后以10℃/min继续加热至低熔点钎料所需的钎焊温度并保温10-45min，再以7.5℃/min降温至400℃，停止加热，炉冷至室温。
本实施例首先采用飞纳秒脉冲激光对陶瓷表面进行加工，实现碳化及织构，在与金属钎焊时，碳化产生的碳化物层可以充当阻隔层，减少金属向陶瓷扩散而导致的陶瓷金属化和脆化，且碳化物层熔点高、抗辐照能力强。
下面通过具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
本实施例中所用陶瓷材料为碳化硅纤维增强碳化硅复合材料(CMC)，金属为GH5188。提供一种通过复合型钎料连接CMC与GH5188的方法，具体按照以下步骤完成：
1.1去杂处理
1.1.1将CMC和GH5188切割到尺寸为3mm*3mm*6mm的样品，依次使用80#、400#、800#、1200#、2000#的水砂纸对母材进行机械打磨，得到待焊表面光滑的母材；
1.1.2采用超声方法对母材等进行清洗，并通过在丙酮、异丙醇和去离子水中连续超声波清洗，以去除油脂；
1.1.3将陶瓷以及高温合金在40℃-60℃温度下干燥20min-40min，得到去除杂质后的干净的待焊面。
1.2钎料制备
1.2.1按照Cu:Ni:Ti＝70:20:10(摩尔比)进行称量，将混合后的金属颗粒放入电弧熔炼炉；
其中，熔炼过程由Ar气保护，电流设置为400-500A，熔炼次数为3-5次。
1.2.2采用电火花切割，将熔炼后的CuNiTi合金锭进行切割，以此制备500μm*3mm*6mm的金属片；
1.2.3依次使用80#、400#、800#、1200#、2000#的水砂纸对母材进行机械打磨，得到表面光洁、尺寸为300μm*3mm*6mm的金属钎料片；
1.2.4采用超声方法，并通过在丙酮、异丙醇和去离子水中连续超声波清洗，以去除油脂；将金属片在40℃-60℃温度下干燥20min-40min，得到去除杂质后的干净的待焊面。
1.3激光表面处理
1.3.1将碳的前驱体溶液旋涂在清洁后的陶瓷表面，厚度按照需求控制在100μm。将处理后的陶瓷置于空气干燥箱中进行保温固化，固化温度和时间分别为60℃、12h，固化后的多孔陶瓷表面将包覆一层有机物；其中，前驱体溶液按照质量比为酚醛树脂：有机溶剂＝1:5配置，配置成具有所需粘度的溶液，有机溶剂包括甲醇和丙酮。
1.3.2将涂覆后的陶瓷置于真空仓，并在一定功率以及路径的激光下扫射。其中，整个过程在惰性气体保护的环境中，离焦距离为10mm，激光波长为1030nm，激光功率为3W，扫描速度50毫米/秒。其中，激光略扫路径按照点状略扫。
1.3.3将扫射后的陶瓷进行清洗。清洗过程：将所得基材用乙醇彻底清洗，直至完全去除未碳化的PR涂层；将清洗后的陶瓷放置在HF：水质量比为1:10的溶液中处理15-20分钟，以去除SiO2等杂质，最后用去离子水冲洗干净后放入酒精中待用。
通过上述步骤完成对陶瓷表面的焊前改性处理，对酚醛树脂进行热重分析，结果如图5所示，图5中示出了TG曲线和DSC曲线。根据酚醛树脂热重分析结果得到被激光辐照到的区域将发生裂解，从而产生碳化。
1.4试件装配及焊接
1.4.1按照陶瓷母材-钎料-金属母材的顺序放置，用模具夹紧，压力约为50g；
1.4.2为了避免钎焊过程中试样发生移动，在装配好的试样上施加0.5MPa-1MPa的焊接压力；
1.4.3将装配试件送入真空炉中，真空度为5×10-4托至5×10-6托。加热工艺为以10℃/min加热至400℃保温10min，然后以10℃/min继续加热至1125℃并保温10min，然后以10℃/min降至400℃关闭加热，炉冷至室温。
对步骤1.4.3所得的CMC与GH5188钎焊接头进行电镜分析，结果如图7所示，为了便于对比，对未经过覆碳处理的钎焊接头也进行电镜分析，结果如图6所示。根据图6、图7可以发现，在覆碳前、后，界面中的组织变化明显，即在覆碳后，焊缝中的硅化物含量有明显的降低。
对步骤1.4.3所得的CMC与GH5188钎焊接头进行剪切强度测试，可以得到接头的室温剪切强度在覆碳前后分别为53MPa和89MPa，覆碳后强度较高并且没有明显的气孔，也没有出现未焊合等缺陷。
实施例2
本实施例中所用陶瓷材料为碳化硅纤维增强碳化硅复合材料(CMC)，金属为GH536。提供一种通过复合型钎料连接CMC与GH536的方法，具体按照以下步骤完成：
2.1去杂处理
2.1.1将CMC和GH536切割到尺寸为3mm*3mm*6mm的样品，依次使用80#、400#、800#、1200#、2000#的水砂纸对母材进行机械打磨，得到待焊表面光滑的母材；
2.1.2采用超声方法对母材等进行清洗，并通过在丙酮、异丙醇和去离子水中连续超声波清洗，以去除油脂；
2.1.3将陶瓷以及高温合金在40℃-60℃温度下干燥20min-40min，得到去除杂质后的干净的待焊面。
2.2钎料制备
2.2.1按摩尔比75％Cu、25％TiH2称量Cu粉与TiH2粉，混粉并在行星式球磨机上球磨4小时制得所用金属钎料混合物；
2.2.2将粘接剂与上述金属钎料混合物按照质量比为5-10：1的比例进行混合，将CuTi钎料粉调制成焊膏；其中，粘接剂为松油醇与无水乙醇的混合物，所述的松油醇与无水乙醇的体积比为5:(1-5)。
2.3激光表面处理
2.3.1将处理后的陶瓷母材块放入三(羟甲基)氨基甲烷、盐酸多巴胺、去离子水质量比为1:2:100中，将所得产物在空气中搅拌48小时，最后，用去离子水洗涤后，置于丙酮中待用。
2.3.2将涂覆后的陶瓷置于真空仓，并在一定功率以及路径的激光下扫射。其中，整个过程在惰性气体保护的环境中，离焦距离为0mm，激光波长为1030nm，激光功率为300mW，扫描速度100毫米/秒。其中，激光略扫路径按照点状略扫；
2.3.3将扫射后的陶瓷进行清洗。清洗过程：将所得基材用乙醇彻底清洗，直至完全去除未碳化的PR涂层；将清洗后的陶瓷放置在HF：水质量比为1:10的溶液中处理15-20分钟，以去除SiO2等杂质，最后用去离子水冲洗干净后放入酒精中待用。
2.4试件装配及焊接
2.4.1膏状钎料通过丝网印刷的方式进行涂覆在干净的金属母材表面；
2.4.2按照陶瓷母材-钎料-金属母材的顺序放置，用模具夹紧，压力约为50g；
2.4.3为了避免钎焊过程中试样发生移动，在装配好的试样上施加0.5MPa-1MPa的焊接压力；
2.4.4将装配试件送入真空炉中，真空度为5×10-4托至5×10-6托。加热工艺为以10℃/min加热至400℃保温10min，然后以10℃/min继续加热至950-1050℃并保温5-30min，然后以10℃/min降至400℃关闭加热，炉冷至室温。
对步骤2.4.4所得的CMC与GH536钎焊接头进行剪切强度测试，可以得到接头的室温剪切强度在覆碳前后分别为62MPa和97MPa，覆碳后强度较高并且没有明显的气孔，也没有未焊合等缺陷。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于，在进行激光表面处理过程中，将碳的前驱体溶液在陶瓷表面涂覆后，将涂覆后的陶瓷置于真空仓，并在一定功率以及路径的激光下进行扫射。其中，激光扫射的整个过程在惰性气体保护的环境下进行，离焦距离为5mm，激光波长为1030nm，激光功率为1W，扫描速度200毫米/秒。
虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种碳化硅焊前表面处理方法，其特征在于，包括：
对碳化硅进行除杂预处理，得到陶瓷母材；
将碳的前驱体溶液旋涂在所述陶瓷母材的待焊面，旋涂厚度为1-100μm，经保温固化后，得到表面包覆涂层的多孔陶瓷；
将所述多孔陶瓷置于真空环境中并按照预设路径进行激光扫射，其中，所述真空环境的真空度为10-4-10-2Pa，激光扫射的离焦距离为0-15mm，激光能量密度大于5W/cm2，激光波长为300nm-10.6μm，扫描速度为50-200mm/s，所述预设路径包括点状略扫或者按“井”形、“川”形略扫；
对激光扫射后的陶瓷进行清洗，得到表面改性的碳化硅陶瓷，其中，所述对激光扫射后的陶瓷进行清洗包括：将激光扫射后的陶瓷用乙醇清洗，直至完全去除未碳化的涂层。
2.根据权利要求1所述的碳化硅焊前表面处理方法，其特征在于，所述碳的前驱体溶液是将酚醛树脂与有机溶剂按照质量比3:1-1:10混合得到。
3.根据权利要求1所述的碳化硅焊前表面处理方法，其特征在于，所述碳的前驱体溶液是将三(羟甲基)氨基甲烷、盐酸多巴胺以及去离子水按照质量比1：2：100配置成pH值为8.5的混合溶液，并将所述混合溶液在空气中搅拌1h得到。
4.根据权利要求1所述的碳化硅焊前表面处理方法，其特征在于，所述保温固化的温度为60℃，时间为12h。
5.根据权利要求1所述的碳化硅焊前表面处理方法，其特征在于，所述对激光扫射后的陶瓷进行清洗还包括：
将乙醇清洗后的陶瓷放置在酸液中处理15-20min，以去除杂质，其中，所述酸液是由HF与水按照质量比1:10得到；最后用去离子水冲洗干净，得到所述表面改性的碳化硅陶瓷。
6.一种碳化硅与高温合金的焊接方法，其特征在于，包括：
对金属进行除杂预处理，得到金属母材；
采用如权利要求1-5任一项所述的碳化硅焊前表面处理方法对碳化硅进行改性处理，得到表面改性的碳化硅陶瓷；
将钎料粉末与粘接剂按比例混合，得到膏状钎料；或者将箔状钎料制备成与陶瓷母材相匹配的尺寸，并对所述箔状钎料进行除杂预处理，得到处理后的箔状钎料；
按照所述表面改性的碳化硅陶瓷、所述膏状钎料或所述处理后的箔状钎料、所述金属母材的顺序放置，并用模具夹紧，得到装配试样，将所述装配试样送入真空炉中进行加热。
7.根据权利要求6所述的碳化硅与高温合金的焊接方法，其特征在于，所述加热的工艺包括：以10℃/min加热至400℃并保温10min，然后以10℃/min继续加热至钎料所需钎焊温度并保温10-45min，再以7.5℃/min降温至400℃，停止加热，炉冷至室温。
8.根据权利要求6所述的碳化硅与高温合金的焊接方法，其特征在于，所述粘接剂为松油醇与无水乙醇的混合物，其中，所述松油醇与所述无水乙醇的体积比为5:1-5。
9.根据权利要求6所述的碳化硅与高温合金的焊接方法，其特征在于，将所述装配试样送入真空炉中进行加热之前还包括：在所述装配试样上施加0.5-1MPa的焊接压力。
10.根据权利要求6所述的碳化硅与高温合金的焊接方法，其特征在于，对碳化硅、所述金属及所述箔状钎料进行除杂预处理的工艺包括：
依次使用80#、400#、800#、1200#、2000#的水砂纸对所述碳化硅、所述金属及所述箔状钎料进行机械打磨，并依次在丙酮、异丙醇和去离子水中进行超声波清洗，最后在40-60℃温度下干燥20-40min。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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