垂直取向石墨烯包覆泡沫镍复合中间层钎焊C/C复合材料与Nb的工艺及性能

针对碳/碳(C/C)复合材料与铌(Nb)钎焊接头高残余应力问题及高温服役需求,采用等离子体增强化学气相沉积(plasma enhanced chemical vapor deposition,PECVD)方法获得了垂直取向石墨烯(vertically aligned few-layer graphene,VFG)包覆泡沫镍复合中间层,并使用该复合中间层搭配TiNi钎料辅助钎焊C/C复合材料与Nb.采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、拉曼光谱方法表征VFG及接头的微观组织结构及表面化学状态.结果表明,钎缝中原位形成了弥散分布的(Ti,Nb)2Ni颗粒及(Ti,Nb)C环状第二相,有效降低了钎缝整体的线膨胀系数,缓解了接头残余应力.同时,均匀分布的Nb(s.s.)使得钎缝组织保持了良好的高温塑性,接头在1000℃下的抗剪强度达到33 MPa,比无中间层直接钎焊接头的抗剪强度提高了450%.