一種氧化鋁陶瓷的粘結方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于高溫結構材料高溫粘結劑的制備工藝，具體涉及一種氧化鋁陶瓷的粘結方法。
【背景技術】
[0002]隨著科學技術的發展，高溫結構材料在航空航天領域的應用越來越廣泛，而材料在高溫環境中的高溫應變和高溫模量對構件設計和材料應用至關重要。但因高溫傳感器和高溫粘結劑的缺少而無法直接、準確的獲得800°C以上的材料的高溫應變和高溫模量，只能用間接的方法獲得。為了直接準確的測量材料的高溫應變和高溫模量，目前研宄者采用高溫應變片進行測量，但這種測試方法要將應變片用高溫粘結劑和構件粘結才一起，但由于高溫粘結劑的缺少，導致這種更加精確的測量方法的使用受到限制，所以我們要制備出高溫粘結劑。
[0003]目前有兩種高溫粘結劑，無機粘結劑和有機粘結劑。無機粘結劑有杰出的耐熱性能，但它的脆性和低粘結強度限制了它的應用。因此一些新的有機樹脂基粘結劑得到了發展。有機粘結劑由于樹脂的不同，也有一些需要解決的問題，比如有的樹脂的固化溫度太高，有的樹脂玻璃化轉變溫度太低，所有樹脂都存在的問題是在溫度升高的過程中，熱別是溫度超過有機物的玻璃化轉變溫度后，有機物會發生裂解，會有小分子揮發，從而產生體積收縮，在粘結層中產生裂紋和孔洞，導致粘結性能下降，限制了有機粘結劑在高溫下的應用，要想提高其使用溫度，必須對有機物進行改性。
【發明內容】
[0004]要解決的技術問題
[0005]為了避免現有技術的不足之處，本發明提出一種氧化鋁陶瓷的粘結方法，提供一種可以把表面低粗糙度的陶瓷粘結并滿足強度要求的制備工藝，且成本更低，更加簡單、高效。
[0006]技術方案
[0007]一種氧化鋁陶瓷的粘結方法，其特征在于步驟如下:
[0008]步驟1:對需要粘接的氧化鋁陶瓷表面清洗并干燥，將粘結劑聚硅硼氮烷PSNB涂到氧化鋁陶瓷表面，并在空氣中靜置，待PSNB充分平鋪在陶瓷表面后，將兩塊氧化鋁陶瓷材料涂覆粘結劑聚硅硼氮烷PSNB的一面搭接在一起；
[0009]步驟2:在搭接好的兩塊氧化鋁陶瓷材料上施壓I?3小時，放于120°C烘箱中固化2小時；
[0010]步驟3:將粘接固化后的氧化鋁陶瓷材料在溫度1400?1500°C，時間0.5?2小時進行高溫熱處理。
[0011 ] 所述聚硅硼氮烷PSNB進行抽真空處理。
[0012]所述氧化鋁陶瓷表面清洗采用超聲清洗。
[0013]所述步驟I中在空氣中靜置時間為40?80分鐘。
[0014]所述步驟中施壓采用以142?800克重量的物體進行壓制。
[0015]有益效果
[0016]本發明提出的一種氧化鋁陶瓷的粘結方法，采用聚硅硼氮烷(PSNB)做為氧化鋁陶瓷之間的粘結劑。在高溫粘結劑的改性研宄都需要加入添加劑，其實就是為了引入Si和B元素，而聚硅硼氮烷(PSNB)中含有這兩種元素。PSNB在120°C經過2小時就可以固化，固化溫度低，且不需要添加添加劑，在空氣中熱處理就可以達到高溫粘結的目的。
[0017]本發明使用的粘結劑在1400°C，1500°C均具有高的粘結強度，達到了高溫下粘結劑的使用要求。本發明可以把表面低粗糙度的陶瓷粘結并滿足強度要求的制備工藝，且成本更低，更加簡單、高效。
【具體實施方式】
[0018]現結合實施例對本發明作進一步描述:
[0019]本發明的具體過程:
[0020]步驟一:對所使用的氧化鋁陶瓷超聲清洗，干燥后，把抽過真空的粘結劑聚硅硼氮烷(PSNB)涂到陶瓷表面，并在空氣中靜置I小時，待PSNB充分平鋪在陶瓷表面后，把兩塊陶瓷搭接在一起。
[0021]步驟二:在搭接好的試樣上加壓，2小時后，放于120°C烘箱中固化2小時。
[0022]步驟三:把固化后試樣放到廂式爐中，于1400和1500°C高溫熱處理2小時。
[0023]本發明得到的粘結劑在1400°C，1500°C均具有高的粘結強度，達到了高溫下粘結劑的使用要求。
【具體實施方式】
[0024]
[0025]實施例一
[0026]步驟一:對陶瓷試樣用水超聲清洗后，干燥。同時對聚硅硼氮烷樹脂抽真空，排出樹脂中氣泡，然后把樹脂涂到陶瓷材料表面，靜置I小時。待樹脂平鋪到陶瓷表面后，把兩塊陶瓷材料搭接。
[0027]步驟二:對搭接試樣施加0.06Mpa的載荷，2小時后，放于120°C烘箱中固化2小時。
[0028]步驟三:把搭接好試樣放于廂式爐中，以2°C /min速率分別加熱到1400 °C和1500°0熱處理0.5、1、1.5、2小時。1400 °C熱處理后粘結強度分別為0、4.16、6.05、11.23Mpa，1500°C熱處理后剪切實驗表現為材料損壞。
[0029]實施例二
[0030]步驟一:對陶瓷試樣用水超聲清洗后，干燥。同時對聚硅硼氮烷樹脂抽真空，排出樹脂中氣泡，然后把樹脂涂到陶瓷材料表面，靜置I小時。待樹脂平鋪到陶瓷表面后，把兩塊陶瓷材料搭接。
[0031]步驟二:對搭接試樣施加0.15Mpa的載荷，2小時后，放于120°C烘箱中固化2小時。
[0032]步驟三:把搭接好試樣放于廂式爐中，以2°C /min速率分別加熱到1400°C和1500°C熱處理0.5、1、1.5、2小時。1400°C熱處理后無粘接強度，1500°C熱處理后粘結強度分別為 4.25,5.13,9.55、17.2IMpa0
[0033]實施例三
[0034]步驟一:對陶瓷試樣用水超聲清洗后，干燥。同時對聚硅硼氮烷樹脂抽真空，排出樹脂中氣泡，然后把樹脂涂到陶瓷材料表面，靜置I小時。待樹脂平鋪到陶瓷表面后，把兩塊陶瓷材料搭接。
[0035]步驟二:對搭接試樣施加0.15Mpa的載荷，2小時后，放于120°C烘箱中固化2小時。
[0036]步驟三:把搭接好試樣放于廂式爐中，分別以2，5，8°C /min速率分別加1500°C熱處理2小時。粘結強度分別為17.21,5.34,3.55Mpa。
【主權項】
1.一種氧化鋁陶瓷的粘結方法，其特征在于步驟如下: 步驟1:對需要粘接的氧化鋁陶瓷表面清洗并干燥，將粘結劑聚硅硼氮烷PSNB涂到氧化鋁陶瓷表面，并在空氣中靜置，待PSNB充分平鋪在陶瓷表面后，將兩塊氧化鋁陶瓷材料涂覆粘結劑聚硅硼氮烷PSNB的一面搭接在一起； 步驟2:在搭接好的兩塊氧化鋁陶瓷材料上施壓I?3小時，放于120°C烘箱中固化2小時； 步驟3:將粘接固化后的氧化鋁陶瓷材料在溫度1400?1500°C，時間0.5?2小時進行高溫熱處理。
2.根據權利要求1所述氧化鋁陶瓷的粘結方法，其特征在于:所述聚硅硼氮烷PSNB進行抽真空處理。
3.根據權利要求1所述氧化鋁陶瓷的粘結方法，其特征在于:所述氧化鋁陶瓷表面清洗米用超聲清洗。
4.根據權利要求1所述氧化鋁陶瓷的粘結方法，其特征在于:所述步驟I中在空氣中靜置時間為40?80分鐘。
5.根據權利要求1所述氧化鋁陶瓷的粘結方法，其特征在于:所述步驟中施壓采用以142?800克重量的物體進行壓制。
【專利摘要】本發明涉及一種氧化鋁陶瓷的粘結方法，采用聚硅硼氮烷(PSNB)做為氧化鋁陶瓷之間的粘結劑。在高溫粘結劑的改性研究都需要加入添加劑，其實就是為了引入Si和B元素，而聚硅硼氮烷(PSNB)中含有這兩種元素。PSNB在120℃經過2小時就可以固化，固化溫度低，且不需要添加添加劑，在空氣中熱處理就可以達到高溫粘結的目的。本發明使用的粘結劑在1400℃,1500℃均具有高的粘結強度，達到了高溫下粘結劑的使用要求。本發明可以把表面低粗糙度的陶瓷粘結并滿足強度要求的制備工藝，且成本更低，更加簡單、高效。
【IPC分類】C04B37-00
【公開號】CN104829257
【申請號】CN201510232419
【發明人】欒新剛, 王建強, 成來飛
【申請人】西北工業大學
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年5月8日