本技术涉及一种C/C复合材料与高温合金的TLP扩散焊技术及其专用材料,属于异种材料连接技术领域。该连接材料采用共晶或近共晶比例的Co-Fe-B系合金,以质量百分比计,包含特定比例的Co、Fe和B元素,以实现优异的连接性能。
背景技术
C/C复合材料具有低密度、耐高温、低热膨胀系数和耐磨/抗冲刷等一系列优异性能,在新一代航空航天飞机和战略导弹上具有重要的应用价值。但由于C/C复合材料本身脆性较大,生产成本高,难以加工成复杂零部件,在实际应用中,C/C复合材料往往需要与金属结合成复合件使用。高温合金具有较高的高温强度,良好的抗氧化性和抗腐蚀性能,在航空航天领域得到广泛的应用。实现C/C复合材料与高温合金的可靠性连接对C/C复合材料推广应用以及大推重比和高灵敏度航空航天飞机和战略导弹的发展具有重要意义。
由于C/C复合材料和高温合金的热物理性能存在较大差异以及接头常在高温环境下服役,导致该类连接存在可靠性低和和耐高温能力差的问题。活性钎焊因其连接方法简单而成为连接C/C复合材料和金属较为广泛采用的连接技术,采用高温活性钎料作为连接材料能够获得耐高温的接头,例如,公开号为202110765195.9的中国发明专利公开了一种用于C/SiC复合材料与铌合金连接的超高温钎料及其制备工艺和真空活性钎焊方法,为获得耐高温的C/SiC复合材料与Nb合金接头,采用耐高温Ti-Cr-V作为连接材料,在1440-1500℃的连接温度下连接C/SiC复合材料与Nb合金。理论上,采用高熔点的钎料可以提高接头的耐热性能,但在超高的连接温度下不仅会增加接头热应力,降低接头可靠性,还会对被焊金属组织产生不利影响。
瞬时液相(TLP)扩散焊以特殊成分的材料作为连接材料,连接过程中,液相连接材料与母材之间发生原子扩散,从而改变连接材料成分,液相连接材料逐渐实现等温凝固,最终获得耐热温度高于连接温度的接头,即可以“低温连接/高温服役”。但是,目前TLP扩散焊连接主要用在金属之间的连接,很少用于连接陶瓷基复合材料与金属,特别是C/C复合材料与高温合金。
因此,有必要开发一种C/C复合材料和高温合金瞬时液相扩散焊用连接材料,在较低连接温度下,获得耐高温且高可靠性接头。
实现思路