專利名稱：陶瓷連接的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及陶瓷材料及其加工工藝領(lǐng)域。具體來說，本發(fā)明主要涉及兩個(gè)或更多碳化硅制品的組接；與這些碳化硅制品形成內(nèi)連接或者相鄰連接時(shí)用到的材料；以及對這些材料進(jìn)行接縫連接的工藝過程，除此之外，還包括用這些材料制的連接部件。
背景技術(shù)：
在高溫環(huán)境下對穩(wěn)定性的要求較高時(shí)，金屬物質(zhì)的局限性就會(huì)表現(xiàn)出來。但在相同情況下，陶瓷的穩(wěn)定性要比金屬好得多。如果陶瓷可以被制成各種復(fù)雜的形狀，更大的尺寸，并且像金屬一樣，可相對容易地進(jìn)行結(jié)構(gòu)定型，那么陶瓷制品就可以憑借其對高溫環(huán)境的適應(yīng)性在日常多種應(yīng)用中替代金屬制品。
然而，將陶瓷制成具有各種復(fù)雜的外形和較大的尺寸是一項(xiàng)技術(shù)難題，由于陶瓷的硬度大并且易碎，因此為減小陶瓷在加工和成型方面的難度，陶瓷通常只被制成簡單的形狀和較小的尺寸，但金屬卻可被機(jī)械化地加工成具有不同復(fù)雜外形和較大的尺寸。如果可以將陶瓷制品連接起來的話，那么只具備簡單外形和較小體積的那些陶瓷成品就可以通過組接的方式，使其具有各種外形和不同尺寸，達(dá)到金屬制品的效果。
雖然可以用擴(kuò)散式連接的方法實(shí)現(xiàn)陶瓷制品的拼接粘合，即用接近陶瓷熔點(diǎn)的高溫加熱陶瓷接縫表面使接縫點(diǎn)的里外兩面互相粘合，但是要達(dá)到陶瓷的熔點(diǎn)溫度需要投入很高的成本，并且在熔點(diǎn)溫度狀態(tài)下，陶瓷往往會(huì)變得非常脆弱甚至成為熔渣。如果用銅連接會(huì)出現(xiàn)由金屬雜質(zhì)導(dǎo)致的腐蝕和污染。同時(shí)，在高溫狀態(tài)下熱膨脹系數(shù)的不匹配會(huì)對連接點(diǎn)產(chǎn)生高強(qiáng)度的壓力。通過在特定陶瓷加工溫度下使用陶瓷生成聚合物，可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)陶瓷制品之間的連接，并且不會(huì)產(chǎn)生熱匹配不一致和污染的問題。
陶瓷生成聚合物如烯丙氫聚碳硅烷、聚硼硅氧烷和聚硅氮烷常常會(huì)被一起加入碳化硅，然而這些聚合體在轉(zhuǎn)化為陶瓷的過程中會(huì)發(fā)生收縮，由此會(huì)給連接點(diǎn)帶來較大的壓力并且在連接點(diǎn)會(huì)生成氣孔和裂縫。因此要進(jìn)行成功的連接，聚合體的多層滲透可以幫助形成緊密的夾層。對于大多數(shù)陶瓷生成聚合物，要經(jīng)過8到10次的滲透才能形成一個(gè)堅(jiān)固的連接點(diǎn)。由于滲透過程比較耗時(shí)，填充材料可在此過程中起到減少滲透工作量的作用進(jìn)而形成堅(jiān)固的連接點(diǎn)。在聚合體轉(zhuǎn)化為陶瓷的過程中，填充材料如碳化硅粉末可以用來減少聚合體收縮的體積。但是，在這些聚合物最終轉(zhuǎn)化成陶瓷之前，填充材料可能會(huì)由于被固定在聚合物中而喪失作用，無法在聚合物收縮時(shí)填充空隙。
陶瓷生成聚合物的厚度也是連接點(diǎn)強(qiáng)度的決定因素。因此，連接點(diǎn)的構(gòu)成成分對其耐受力有著重要的影響，甚至連接點(diǎn)表面的粗糙程度都會(huì)影響其作用的發(fā)揮。高強(qiáng)度的加工和鏡面拋光處理是減少連接點(diǎn)材料厚度從而生成堅(jiān)固連接點(diǎn)時(shí)常用的方法。

發(fā)明內(nèi)容
題述發(fā)明涉及不同陶瓷制品之間連接方法，例如碳化硅與碳化硅之間的連接是通過對以陶瓷生成聚合物與眾多形態(tài)的碳化硅粉末的混合物為成分，并具有特定厚度的漿料進(jìn)行高溫分解而實(shí)現(xiàn)的。這些漿料經(jīng)過加熱和冷卻流程后成為陶瓷制品并且在連接點(diǎn)周圍形成緊密粘合的過渡層。通過在要被連接的陶瓷器皿中融入了幾何學(xué)的應(yīng)用，即，漿料在連接點(diǎn)區(qū)域的聚合，連接被大大增強(qiáng)。


本發(fā)明在實(shí)踐中涉及的相關(guān)環(huán)節(jié)在下列圖示中進(jìn)行說明圖1是陶瓷制品套管的橫截面；圖2是陶瓷制品套管的不同圓錐角的橫截面圖；圖3a是大小不同直徑的接搭處透視圖；圖3b是彎頭接縫點(diǎn)透視圖；圖3c是U型彎頭接縫點(diǎn)透視圖；圖3d是Y型彎頭接縫點(diǎn)透視圖；
圖4a是大小管相連處的透視圖；圖4b是角落處的透視圖；圖5是接縫點(diǎn)描繪圖；圖6示出了不同陶瓷部件之間構(gòu)成套管接縫時(shí)的步驟流程。
具體實(shí)施例方式
通過上述方法可以連接成碳化硅物體10的形狀包括盤型、桿型、球型、管型以及其他形狀。這些碳化硅物體10可以連接成相近或不同的各種碳化硅形狀(見圖1至圖4b)。
通過這種技術(shù)連接相連的碳化硅物體10僅需要碳化硅物體10之間由漿料12構(gòu)成的薄層緊密融合即可。這種合成是通過把漿料12進(jìn)行高溫?zé)峤獾姆绞絹韺?shí)現(xiàn)的。另外有很多種幾何形狀的合成也可以完成，其中除了圖1至圖4中所列的，還包括在單個(gè)碳化硅物體上進(jìn)行的多個(gè)碳化硅部件的連接。這種方式的運(yùn)用，可以實(shí)現(xiàn)如圖4中所顯示的由多個(gè)管狀部件組成的結(jié)構(gòu)。
漿料12是由陶瓷生成聚合物與多種形式的碳化硅粉末構(gòu)成的混合物。而碳化硅粉末是由2個(gè)或更多的碳化硅微粒構(gòu)成的混合物。漿料12一般被用來連接陶瓷制品10，通過加熱和冷卻，并且在接縫處形成緊密粘著的轉(zhuǎn)換層，漿料12就成為了陶瓷制品。這種加熱和冷卻的速度連同漿料12的高溫分解對接縫處的順利形成至關(guān)重要。
為保證陶瓷碳化硅物體10之間以及與接縫處之間的正確排列，陶瓷碳化硅物體10的幾何角度需通過錐體的使用來進(jìn)行調(diào)整。該錐體可以是要連接的碳化硅物體10之外的單獨(dú)個(gè)體，也可以作為連接整體中的一部分。
為使?jié){料12與連接表面達(dá)到最佳的接觸，常要對陶瓷碳化硅物體10與連接表面進(jìn)行幾何調(diào)整。這個(gè)找正的幾何調(diào)整可以是(1)將漿料12固定在要連接的陶瓷碳化硅物體10之間的區(qū)域；和(2)當(dāng)被連接的陶瓷碳化硅物體10之間產(chǎn)生空間，在漿料12要流入該空間之前，建立一個(gè)漿料12的儲(chǔ)料槽。這種找準(zhǔn)和對中幾何結(jié)構(gòu)可以相互結(jié)合并且時(shí)常起著相同的作用。
為使連接同時(shí)具有對中和找準(zhǔn)的幾何結(jié)構(gòu)，套管14的兩端都加工為內(nèi)錐面，錐角為2度，兩端錐面幾乎相連，將管狀部件端部加工成外錐面，角度為1度，用于連接使用。管狀部件端部加工的外錐面長度同套管14內(nèi)錐的長度相同。當(dāng)管狀部件端部與套管連接后，錐面可在加熱時(shí)用于保持對中，并且還可做為連接漿料12的儲(chǔ)料槽。與套管14相比，管狀部件端部具有更淺的錐角，因此在用于連接漿料12的儲(chǔ)料槽的錐面之間占據(jù)了一定的空間。
這種連接可在比完成擴(kuò)散式連接溫度低的條件下完成(擴(kuò)散式連接所需溫度大約為2200℃)，只需在850℃至1400℃之間的溫度范圍內(nèi)，就可以完成連接，溫度越高，連接的強(qiáng)度就越大。
根據(jù)碳化硅鮮明的熱屬性、化學(xué)及物理屬性，碳化硅物體的連接有多種應(yīng)用。許多碳化硅合成體的配置設(shè)計(jì)成為可能，如可以很容易生產(chǎn)制造具備更大體積、更多結(jié)構(gòu)、更長管狀部件的碳化硅。
與只在端部的連接相比，這種端部加接搭處的三維空間連接方法增加了幾何構(gòu)架的整體強(qiáng)度。通過采用適當(dāng)厚度覆蓋的漿料12以及抓準(zhǔn)錐面(圖2所示)的應(yīng)用，造就了更堅(jiān)固的連接效果。如圖5所示，當(dāng)內(nèi)部的角度小于外部角度時(shí)，漿料12就會(huì)填充于碳化硅物體10之間。當(dāng)漿料12以最佳的方式發(fā)生聚合作用時(shí)，相應(yīng)地也就會(huì)產(chǎn)生具有最佳厚度的區(qū)域。
對中錐形的引入使得整體結(jié)構(gòu)可以自行校正對準(zhǔn)并且形成自立式連接。由于處理過程中，表面接觸與碳化硅物體10的矯正對準(zhǔn)產(chǎn)生了相對摩擦，因而這種連接可以是自動(dòng)鎖定的，也可以是錐面鎖定的。漿料12由AHPCS和雙分子碳化硅粉末構(gòu)成，在加熱步驟中，兩者在被加入碳化硅物體10和熔渣后，成為碳化硅本身的一種表現(xiàn)形式。對于這樣一種連接，并沒有來自第三方的雜質(zhì)污染。如果漿料12包含了活性的填充材料，在加工溫度下進(jìn)行熔化，再填充至通過高溫分解方式產(chǎn)生的碳化硅小孔中，那么連接點(diǎn)的密封性就會(huì)大大提高。漿料12的粘性很強(qiáng)并且在常規(guī)條件下基本上不會(huì)流動(dòng)，如果在合成連接過程中借助真空抽氣機(jī)，漿料12就可以進(jìn)行流動(dòng)，這樣就增加了處理過程中連接的靈活性。
管型碳化硅連接在業(yè)內(nèi)的應(yīng)用備受廣泛關(guān)注，目前碳化硅管的合成已經(jīng)成為可能，包括長管的制造，套管或彎曲管的連接，以及多個(gè)管的連接。例如冶金馬口鐵的合成作為構(gòu)成這些合成的表現(xiàn)方式之一，對其進(jìn)行的連接是為了使其能夠插入用于高溫?zé)徂D(zhuǎn)換處理的化學(xué)處理設(shè)備。
兩個(gè)管之間存在的接縫點(diǎn)的重要作用就是使管壁內(nèi)外環(huán)境的有效分隔，我們所指的這種管壁內(nèi)外材料的分離就是針對其密封性來講的。同時(shí)，在連接的同時(shí)，被合成連接的管子的熱屬性和物理屬性不會(huì)被接縫點(diǎn)本身明顯地弱化。
本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)就是提供一種先進(jìn)的、方便進(jìn)行碳化硅管合成連接的方法，并且這種方法是可以適合在較高的作業(yè)溫度下所采用。在此期間，會(huì)利用到多種碳化硅管合成連接的幾何手段，包括但不限于如圖1-4b所描述的那些方式。除此之外，本發(fā)明還涉及到在單個(gè)碳化硅部件上進(jìn)行的多個(gè)碳化硅部件的連接，例如像圖4a所示的由不同大小管組成的多結(jié)構(gòu)組接。
本發(fā)明包含的是一種可以對碳化硅制成的陶瓷管子進(jìn)行連接的方法。與碳化硅套管14相配合，本發(fā)明可在管體之間產(chǎn)生集密封性和機(jī)械強(qiáng)度于一身的接縫點(diǎn)。本發(fā)明的主要應(yīng)用是將碳化硅管的特定區(qū)域進(jìn)行連接從而增加碳化硅管的整體長度，并在高溫轉(zhuǎn)換處理過程中替代超耐熱合金管—馬口鐵。由于管壁要將燃燒氣體與化學(xué)反應(yīng)或熱處理環(huán)境分離開來，因此冶金用馬口鐵需要非常好的密封性保證。
以下是對本發(fā)明的最佳操作方式(圖6)的介紹-針對要連接的管子端部和套管14，通過與雙分子碳化硅粉末進(jìn)行熱解處理的方式，對陶瓷生成聚合物進(jìn)行混合，可以生成漿料12。
-對接縫點(diǎn)進(jìn)行合成并在1400℃高溫下進(jìn)行加熱。
-在此過程中，加熱的速度至關(guān)重要，尤其是在400℃以下的環(huán)境中。因?yàn)檫^快的加熱速度會(huì)導(dǎo)致快速膨脹并產(chǎn)生較多氣孔，同時(shí)過快的加熱速度也可以導(dǎo)致聚合物熱解過程中出現(xiàn)明顯的裂縫。在室溫至400℃之間，對接縫點(diǎn)的加熱應(yīng)以每分鐘上升2至3℃為宜，在400℃至1400℃之間，以每分鐘上升10至20℃為宜。
-該加熱步驟最好在惰性環(huán)境中完成，靜態(tài)氬就在加熱步驟中常常被用到。
要連接的碳化硅成分由兩個(gè)碳化硅管和一個(gè)碳化硅套管14組成，碳化硅管的連接是在其端部進(jìn)行，因此端部需要被切成平面，除此之外，為了實(shí)現(xiàn)與兩個(gè)碳化硅管的順利接合，碳化硅套管要被進(jìn)行機(jī)械加工。堅(jiān)固的接縫點(diǎn)是在這個(gè)碳化硅管外徑和套管14內(nèi)徑之間小于0.010″的空間里形成的。
漿料12由陶瓷生成聚合物和相關(guān)填充材料構(gòu)成，并且是在惰性環(huán)境中如氬環(huán)境中生成的。首先，填充材料是通過重量占90％的7微米阿爾法的碳化硅粉末和重量占10％小于1微米阿爾法的碳化硅粉末混合而成的，之后重量占60％的填充材料再與重量占40％的烯丙氫聚碳硅烷(AHPCS)進(jìn)行混合。漿料12具有很強(qiáng)的粘稠性，其粘性可達(dá)100至200厘泊，可以很好地作用于連接區(qū)域碳化硅套管14的內(nèi)壁和碳化硅管的外壁。漿料12的這種特性可以被應(yīng)用于進(jìn)行連接粘合的區(qū)域，用扁平的木棍就可以完成操作(也可以是刷子并且可以蘸濕)。漿料12具有高強(qiáng)度的粘性，可以很好地貼合于相應(yīng)的區(qū)域。用木棍的操作方法可以使得漿料12非常稀薄，稀薄的接縫點(diǎn)常常要比厚重的接縫點(diǎn)更加堅(jiān)固。
漿料12全部轉(zhuǎn)化為碳化硅，如果用這種方法將兩個(gè)碳化硅部件進(jìn)行連接，就會(huì)生成一個(gè)堅(jiān)固穩(wěn)定的接縫點(diǎn)，這一過程的進(jìn)行與接縫點(diǎn)構(gòu)成成分的內(nèi)在材料的性質(zhì)是相吻合的。如果在連接合成過程中加入其他材料，如氧化鋁(礬土)、石墨或者氮化硅，由漿料12產(chǎn)生的碳化硅就會(huì)和正在合成連接的材料產(chǎn)生堅(jiān)固的分子粘合作用，并且極大提高這些不同材料之間的粘合效果從而保證更加可靠的接縫質(zhì)量。
一個(gè)碳化硅管與碳化硅套管14進(jìn)行搭接，這樣碳化硅管就可以向下延伸，同時(shí)還有支架的應(yīng)用可以使碳化硅管不致于滑落至套管的末端。對于這個(gè)支架并沒有什么特別的條件要求，只要它可以承受高溫并且不會(huì)與漿料12發(fā)生碰觸即可。這種連接合成是在爐子中進(jìn)行的，首先是套管14，接著爐子在真空環(huán)境下放置1個(gè)小時(shí)，真空環(huán)境有助于在室溫環(huán)境下排除陶瓷生成聚合物產(chǎn)生的氣體，這樣在加熱進(jìn)行連接合成時(shí)，陶瓷生成聚合物中的揮發(fā)性氣體就不會(huì)被存留甚至造成氣孔現(xiàn)象。
接著再把氬填回爐子。此時(shí)氬在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下以每分鐘2升的速度導(dǎo)入爐子，碳化硅管、套管14連同漿料12以每分鐘2℃的速度從室溫加熱至400℃。當(dāng)溫度達(dá)到400℃時(shí)，加熱速度改為每分鐘15℃直至達(dá)到1400℃。爐子在1400℃的溫度下保持30分鐘，接著以每分鐘20℃的速度冷卻至室溫，移去支架。
漿料12可以被應(yīng)用于尚未連接的碳化硅管連接區(qū)域的外壁以及套管14連接區(qū)域的內(nèi)壁。此外，漿料12還被用在和套管14連接的碳化硅管的端部以及尚未連接的碳化硅管。尚未連接的碳化硅管與套管14的搭接使得已經(jīng)連接和尚未連接的碳化硅管端部之間相吻合，接著此處接縫點(diǎn)的連接合成就放回到爐子環(huán)境中進(jìn)行。
爐子放置在真空環(huán)境下1小時(shí)以后，接著用氬回填。此時(shí)氬在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下以每分鐘2升的速度導(dǎo)入爐子，碳化硅管、套管14連同漿料12以每分鐘2℃的速度從室溫加熱至400℃。當(dāng)溫度達(dá)到400℃時(shí)，加熱速度改為每分鐘上升15℃直至達(dá)到1400℃。爐子在1400℃的溫度下保持30分鐘，接著以每分鐘20℃的速度冷卻至室溫。
關(guān)于通過不同加熱方式對本方法的論證本發(fā)明常常通過微波混合加熱的方式進(jìn)行檢驗(yàn)。加熱容器是一個(gè)真空密閉的微波環(huán)境。波源是0至6千瓦并且在2.45千兆赫下運(yùn)轉(zhuǎn)的等幅波生成器。將試驗(yàn)樣本放置在微波感應(yīng)器上的薄層內(nèi)部，就可以看到混合式加熱(微波加輻射)的效果。這種加熱方式只需借助較小的微波能量就可以進(jìn)行局部和整體的加熱，也正是這個(gè)原因，這種加熱方法被常常采用。除此之外，其他較傳統(tǒng)的加熱方法如烤爐加熱法或者感應(yīng)加熱也可以與本發(fā)明結(jié)合應(yīng)用。
對聚合物的熱解處理可以產(chǎn)出碳化硅并且雙分子碳化硅粉末有助于降低聚合物熱分解產(chǎn)品的體積收縮。熱解聚合物具有的多孔性是由于在聚合物與熱解的交聯(lián)過程中有氫和甲烷這樣的氣體存在，并且在1000℃的高溫環(huán)境下，聚合物從非結(jié)晶的碳化硅轉(zhuǎn)化為碳化硅晶體時(shí)伴隨著體積收縮。
關(guān)于碳化硅管與合成連接材料的準(zhǔn)備-將要連接的碳化硅管和套管14分別用外徑磨床和內(nèi)徑磨床進(jìn)行打磨，直至碳化硅管與套管14相匹配。
-要打造密封性較好的接縫點(diǎn)，漿料12和相應(yīng)的加熱處理必不可少，這主要是由于在熱解過程中，在套管14和碳化硅管之間存在的空隙往往都會(huì)造成陶瓷生成聚合物的明顯收縮。
-漿料12的厚度以盡可能稀薄均勻的分布為宜。
示例碳化硅管的合成連接可以采用多種不同的化學(xué)混合物，陶瓷生成聚合物是主要的成分，烯丙氫聚碳硅烷-AHPCS是我們推薦使用的，其他可以采用的原料還包括氫化聚碳硅烷，聚硼硅氧烷和聚硅氮烷。在陶瓷生成聚合物與碳化硅粉末混合時(shí)，粉末微粒的大小可以從20毫微米至35微米，單峰(一個(gè)微粒大小)，雙峰(2個(gè)微粒大小)或三峰(三個(gè)微粒大小)。其他可以被加入漿料12的材料有氮化硅(AHPCS與氮化硅微粒的混合)、石墨(AHPCS與碳微粒的混合)以及氧化鋁/礬土(AHPCS與氧化鋁的混合)。
錐體可以在碳化硅管、套管14上同時(shí)使用，錐體對于合成連接并不是必需的，但是有了它，對連接有著很大的幫助。
示例1用320磨石金剛板對兩個(gè)長度分別為1″和3″、外徑為2-3/8″、內(nèi)徑為2″的碳化硅管的端部進(jìn)行打磨，接下來的環(huán)節(jié)是600碳化硅研磨砂紙對其的加工，最后是6微米的金剛石研膏處理。
漿料12由陶瓷生成聚合物和相關(guān)填充材料構(gòu)成，并且是在惰性環(huán)境中如氬環(huán)境中生成的。填充材料是通過重量占45％的7微米阿爾法的碳化硅粉末、重量占5％小于1微米阿爾法的碳化硅粉末和重量占50％的活性填充材料混合而成的，這種活性材料是是由83.6％的硅原子和16.2％的鈦原子構(gòu)成，是一種在1330℃高溫環(huán)境中熔化的45微米長的低共熔合金粉末。接著重量占60％的填充材料再與重量占40％的陶瓷生成聚合物-烯丙氫聚碳硅烷進(jìn)行混合。漿料12具有很強(qiáng)的堅(jiān)固性，并且常常用扁平的木棍在要合成的碳化硅管的端部進(jìn)行操作。
對碳化硅管對接端進(jìn)行壓合與扭轉(zhuǎn)可以確保漿料12在接縫點(diǎn)表面的充分覆蓋。這個(gè)對接點(diǎn)的合成要在一個(gè)爐子中完成，而爐子需要在真空環(huán)境放置一個(gè)小時(shí)。
接著再把氬填回爐子。對接點(diǎn)的合成是以每分鐘上升2℃的速度從室溫加熱至400℃，當(dāng)溫度達(dá)到400℃時(shí)，加熱上升速度變?yōu)槊糠昼娚仙?5℃直至達(dá)到漿料12中活性填充材料的熔點(diǎn)溫度1330℃。爐子在1330℃的溫度下保持30分鐘，從而可以慢慢地凝固活性填充材料，接著以每分鐘下降20℃的速度冷卻至室溫。
示例2兩個(gè)由碳化硅纖維SiCf/SiCm構(gòu)成的盤子的大小是1″×1″×0.125″，大小為0.2″×0.2″的長方形的楔形榫頭被切削至其中一個(gè)盤子的一邊，還有相同大小的長方形楔形榫頭被切削至另一個(gè)盤子使得兩個(gè)盤子得以匹配。
漿料12由陶瓷生成聚合物和相關(guān)填充材料構(gòu)成，并且是在惰性環(huán)境中如氬環(huán)境中生成的。首先，填充材料是通過重量占90％的7微米阿爾法的碳化硅粉末和重量占10％小于1微米阿爾法的碳化硅粉末混合而成的，之后重量占60％的填充材料再與重量占40％的陶瓷生成聚合物-烯丙氫聚碳硅烷(AHPCS)進(jìn)行混合。漿料12具有很強(qiáng)的堅(jiān)固性，常常用扁平的木棍就可以在楔形榫頭的端部進(jìn)行操作。
切削楔形榫頭的采用并且將其放在處于真空環(huán)境的爐子里一小時(shí)以后，兩個(gè)合成盤子達(dá)到了最佳匹配。接著再把氬填回爐子，此時(shí)氬在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下以每分鐘2升的速度導(dǎo)入爐子，兩個(gè)盤子以每分鐘上升2℃的速度從室溫加熱至400℃。當(dāng)溫度達(dá)到400℃時(shí)，加熱速度變?yōu)槊糠昼娚仙?5℃直至達(dá)到850℃。爐子保持在850℃的溫度環(huán)境下可以將漿料12中所有的陶瓷生成聚合物轉(zhuǎn)化成不定型的碳化硅。爐子在850℃的溫度環(huán)境下保持30分鐘，然后以每分鐘20℃的速度冷卻至室溫。
示例3借助漿料12將一個(gè)碳化硅管末端和套管14進(jìn)行合成連接并加熱至400℃，將另一個(gè)碳化硅管的末端連接到上述兩者的連接生成物上并加熱至1400℃，接著再用漿料12對相連的碳化硅管進(jìn)行兩次反復(fù)滲透處理。加熱完之后，相連的碳化硅管被移出加熱容器，并在真空和壓力測試后證明具有良好的密封性。
對于碳化硅管連接時(shí)的垂直定向，氧化鋁塊會(huì)對碳化硅管的合成起到幫助作用，它可以將套管14支撐保持在適當(dāng)?shù)母叨取?br> 對于碳化硅管連接時(shí)的垂直定向，位于爐子內(nèi)部的氧化鋁V型槽塊和超出爐子包含范圍、爐子外的金屬V型槽塊會(huì)對碳化硅管的合成起到幫助作用。在連接過程中，這種構(gòu)造結(jié)構(gòu)應(yīng)該可以很好地得到應(yīng)用從而盡量減少對接縫點(diǎn)造成的扭轉(zhuǎn)、扭曲和彎曲外力。
在前述各實(shí)施方案中對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)描述，這些描述只是用于對本發(fā)明進(jìn)行例示。理應(yīng)了解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不偏離本發(fā)明的主旨和范圍的情況之下，作出在本發(fā)明所附的權(quán)利要求所描述的內(nèi)容之外的各種改變。
權(quán)利要求
1.一種在第一個(gè)物體和第二個(gè)物體之間進(jìn)行連接的方法，包括如下步驟在由碳化硅制成的第一個(gè)物體的端部施加漿料；將第一個(gè)物體的端部放置于一套管內(nèi)；在由碳化硅制成的第二個(gè)物體的端部施加漿料；將第二個(gè)物體的端部放置于該套管內(nèi)；對所述第一個(gè)物體和第二個(gè)物體進(jìn)行加熱，其中在所述第一和第二個(gè)物體周圍的套管內(nèi)設(shè)有用以形成連接的漿料。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中施加漿料的步驟包括施加由微粒大小為20毫微米至35微米的碳化硅粉末構(gòu)成的漿料的步驟。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述的施加漿料的步驟包括施加由最少兩種以上不同微粒大小的碳化硅粉末構(gòu)成的漿料的步驟。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中對第一個(gè)物體施加漿料的步驟包括將漿料施加在第一個(gè)物體的外壁以及套管的內(nèi)壁的對應(yīng)連接區(qū)域的步驟。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中加熱步驟包括如下步驟利用支架使第一個(gè)物體被保持在套管內(nèi)的所需位置處，接著將套管和該第一個(gè)物體加熱至1400℃。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中對第一個(gè)物體加熱的步驟包括如下步驟把第一個(gè)物體和套管以及支架放入爐子；使?fàn)t子內(nèi)形成真空并用惰性氣體回填爐子。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中對第二個(gè)物體施加漿料的步驟包括將漿料施加在第二個(gè)物體的外壁以及套管的內(nèi)壁的對應(yīng)連接區(qū)域的步驟。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中加熱步驟包括如下步驟把第二個(gè)物體、套管和第一個(gè)物體放入爐子；使?fàn)t子內(nèi)形成真空并用惰性氣體回填爐子。
9.一種在第一個(gè)物體和第二個(gè)物體之間形成連接的方法，包括下列步驟在由碳化硅制成的第一個(gè)物體的帶錐度區(qū)域施加漿料；在由碳化硅制成的第二個(gè)物體的帶錐度區(qū)域施加漿料；對第一個(gè)物體和第二個(gè)物體的帶錐度區(qū)域進(jìn)行對準(zhǔn)操作，使該兩個(gè)物體接觸；對第一個(gè)物體和第二個(gè)物體以及用以形成連接的漿料進(jìn)行加熱。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在例如碳化硅物體(10)的陶瓷制品之間進(jìn)行連接的方法，其中例如雙分子碳化硅的粉末與陶瓷生成聚合物進(jìn)行混合，以漿料(12)形式被施加。通過在例如套管(14)的接縫區(qū)域加入其他物質(zhì)，其機(jī)械性能和密封性能可以得到很大的提高。本發(fā)明還公開了對連接進(jìn)行熱處理的工藝。
文檔編號C04B35/565GK1602252SQ02824111
公開日2005年3月30日 申請日期2002年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月3日
發(fā)明者F·M·馬考 申請人:A·M·舒瓦茨, F·M·馬考