电场辅助Ti-Si连接碳/碳复合材料

为快速制备高温适用型碳/碳(C/C)复合材料接头,采用电场辅助热压烧结工艺,以Ti-Si对C/C复合材料进行原位反应连接。研究温度对接头微观结构和力学性能的影响,并对接头的失效过程进行分析。结果表明:连接温度为1 450℃、保温时间为5 min、加载压力为20 MPa时,连接所得接头的室温剪切强度为19.35(±2.29)MPa,比1 350℃时提高40%以上。原因在于:温度较低(1 350℃和1 400℃)时,Ti-Si与C/C母材反应有限,在连接区域难以形成连续、致密的界面结合;温度较高(1 450℃)时,Ti-Si与C/C母材反应充分,且往母材内部渗透较深,可以形成界面结合良好的连接区域,中间层厚度为10~30μm。但剧烈反应会损伤C/C母材的结构,最终导致虽然界面结合良好但接头依然从界面附近失效的结果。