CN103964884A - 碳化硅陶瓷连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种碳化硅陶瓷的连接方法，所述方法包括如下步骤：(a)提供含有碳化硅陶瓷粉体的陶瓷浆料；提供待连接的碳化硅陶瓷坯体，所述坯体的待连接表面之间预留装配公差；(b)所述坯体的待连接表面通过所述陶瓷浆料进行原位固化连接，得到连接的坯体；(c)所述连接的坯体进行高温烧结，得到连接的碳化硅陶瓷部件。本发明提供一种实现碳化硅陶瓷管材的高强度连接，提高整体陶瓷部件的性能的碳化硅陶瓷管材连接方法。

Description

碳化硅陶瓷连接方法

技术领域

本发明涉及一种碳化硅陶瓷的连接方法，更确切地说涉及一种碳化硅陶瓷管材的原位固化和高温共烧连接方法。属于工程陶瓷材料技术领域。

背景技术

碳化硅是一种重要的非氧化物陶瓷材料，具有良好的硬度、耐高温、抗氧化、耐腐蚀、耐磨损等性能，广泛应用于机械工程的结构件和化工领域的密封件，耐磨件等，特别常压固相烧结体系的碳化硅陶瓷是在强酸、强碱、高磨损、高温等苛刻条件下发挥不可替代的作用。

碳化硅陶瓷优异的耐高温和耐腐蚀性能，高的热导率和力学强度，在高温和强腐蚀条件下的防热、加热、换热领域具有重要的应用前景。用碳化硅陶瓷制备的热电偶保护管，使用温度可达1600°C，抗热震性能良好，可以用耐腐蚀等苛刻条件下的测温保护。用碳化硅热交换管制备的换热器使用温度可达1300°C以上，能够承受更苛刻的环境，使用寿命比传统金属换热器高3倍以上，换热效率也大大提高。同时，碳化硅陶瓷在电加热领域也具有重要的应用前景，能够用于更高的加热功率，在强酸强碱的内加热领域也已经初步呈现优势。

在这些应用中，碳化硅陶瓷管材的封装和连接是一个关键技术。陶瓷管材一般通过等静压成型、注浆成型和挤出成型工艺制备，其中挤出成型的生产效率、成品率、连续化和自动化程度较高。在实际使用过程中，通常需要对其一端或两端与另一陶瓷部件连接。连接材料的性能与陶瓷部件的整体性能密切相关，特别是在一些苛刻环境中的应用，连接处的耐高温性能和耐压性能对陶瓷连接方式和材料提出了更高的要求，直接关系到整体部件的使用寿命。

焊接是一个重要的工艺，但焊料的性能，与陶瓷基体的热失配等大大限制了陶瓷部件在苛刻条件下的应用。扩散焊是一种比较有效的陶瓷连接方式，通过接近陶瓷熔点的高温加热陶瓷接缝表面时的两界面相互粘合，但这种工艺成本较高，而且需要外部加压。同时，在高温状态下热膨胀系数的不同对接缝处产生压力，容易产生裂纹等缺陷。近来采用陶瓷前驱体焊料是一个新型的连接方法，通过在特定陶瓷加工温度下使用陶瓷生产聚合物，实现陶瓷部件的连接，并且不产生热匹配不一致和污染的问题。

中国发明专利CN100393509C提供了一种碳化硅陶瓷部件的连接方法，通过双分子碳化硅的粉末与陶瓷生成聚合物进行混合，以浆料的形式施加压力，而后加热聚合物裂解转换为陶瓷对部件进行连接。这种连接工艺能连接各种形状复杂的陶瓷部件，但由于没有外部施加压力，但结合强度不高，在苛刻环境下的使用性能受到限制。

在陶瓷管材的连接中，通过坯体连接而后共烧的工艺是一种比较有效的连接方法。美国发明专利US4923655，US5112544，US5043116等，给出了一种陶瓷挤出成型坯体的连接工艺，采用有机泡沫堵塞，浆料浸渍的方法封口，这种工艺以挤出成型后的通孔坯体管材为基体对管材坯体进行端头封口，需要浆料性能和坯体完全一致，存在着干燥收缩不均匀、烧结易开裂的问题。

通过以上的分析可以看出，直接的浆料连接陶瓷坯体由于浆料性能和干燥后坯体的性能差别，导致连接后陶瓷各个部分密度不均一，内部产生较大的应力集中而导致材料性能下降。而扩散焊的方法需要外部施加压力，需要高温高压，设备和工艺复杂。

综上所述，目前，在陶瓷管材坯体的无压连接方面没有比较成熟的工艺。

因此，本领域迫切需要一种实现碳化硅陶瓷管材的高强度连接，提高整体陶瓷部件的性能的碳化硅陶瓷管材连接方法。

发明内容

本发明的第一目的在于获得一种实现碳化硅陶瓷管材的高强度连接，提高整体陶瓷部件的性能的碳化硅陶瓷管材连接方法。

本发明的第二目的在于获得一种实现碳化硅陶瓷管材的高强度连接，提高整体陶瓷部件的性能的碳化硅陶瓷管材连接的陶瓷浆料。

本发明的第三目的在于获得一种实现碳化硅陶瓷管材的高强度连接，提高整体陶瓷部件的性能的碳化硅陶瓷管材连接的陶瓷浆料的用途。

在本发明的第一方面，提供了一种碳化硅陶瓷的连接方法，所述方法包括如下步骤：

(a)提供含有碳化硅陶瓷粉体的陶瓷浆料；

提供待连接的碳化硅陶瓷坯体，所述坯体的待连接表面之间预留装配公差；

(b)所述坯体的待连接表面通过所述陶瓷浆料进行原位固化连接，得到连接的坯体；

(c)所述连接的坯体进行高温烧结，得到连接的碳化硅陶瓷部件。

在一个具体实施方式中，将固化连接后的陶瓷坯体干燥、脱粘和高温烧结得到连接后的陶瓷部件。

在一个具体实施方式中该方法包括浆料制备，坯体加工，原位固化，高温热处理等步骤(见附图2)：更具体的，包括如下步骤：

(1)将陶瓷粉体、有机前驱体、粘结剂、分散剂，经球磨后制备一定固含量的混合浆料。

(2)将要连接的陶瓷管材坯体外端面和另一陶瓷部件内孔表面分别进行机械加工，预留一定的装配工差。

所述的陶瓷管材坯体的高温烧结体积收缩率比另一陶瓷部件要小，差别为2-5%。

所述的两个表面的装配工差为10-30丝，优化公差为15丝。

(3)将管材坯体的外表面浸入陶瓷浆料，静止一段时间取出，放置至另一陶瓷部件内孔，固化一段时间。

(4)将固化连接后的陶瓷坯体干燥、脱粘和高温烧结得到连接后的陶瓷部件。

在本发明的一个具体实施方式中，步骤(a)中，

所述待连接的碳化硅陶瓷坯体包括第一碳化硅陶瓷坯体和第二碳化硅陶瓷坯体；

所述第一碳化硅陶瓷坯体的外表面与第二碳化硅陶瓷坯体的内孔表面分别进行机械加工，从而预留所述的装配工差。

在一个具体实施方式中，陶瓷管材坯体的高温烧结体积收缩率比另一陶瓷部件要小，差别为2-5%。

在一个具体实施方式中，将第一碳化硅陶瓷坯体(例如管材坯体)的外表面浸入陶瓷浆料，静止一段时间取出，放置至第二碳化硅陶瓷坯体(另一陶瓷部件)内孔，固化一段时间。

在本发明的一个具体实施方式中，所述第一碳化硅陶瓷坯体的高温烧结体积收缩率小于所述第二碳化硅陶瓷坯体；优选的，所述差别为2-5%，以所述第一碳化硅陶瓷坯体的体积计算。

在本发明的一个具体实施方式中，所述装配公差为10-30丝。

在一个具体实施方式中，优化公差为15丝。

本发明的第二方面提供一种用于碳化硅陶瓷连接的陶瓷浆料，所述陶瓷浆料包括：

5～30重量份的碳化硅陶瓷粉体；

0～15重量份的可选的氧化硅；

5～20重量份的碳化硅前驱体；

2～10重量份的粘结剂；

0～2重量份的可选的分散剂；

以及有效量的溶剂。

所述的溶剂可以为甲苯或二甲苯与去离子水的混合物，其中水的含量为50-80vol%。前者用于溶解有机前驱体。

在本发明的一个具体实施方式中，所述氧化硅是粉末状氧化硅或者是硅溶胶。

在本发明的一个具体实施方式中，所述碳化硅前驱体选自聚甲基硅烷、聚甲基氢硅烷、聚甲基氯硅烷、聚甲基苯基硅烷、聚碳硅烷或其组合。

在本发明的一个具体实施方式中，所述的粘结剂为酚醛树脂、聚乙烯醇、聚乙二醇或其混合物。

在本发明的一个具体实施方式中，所述的分散剂旋子聚甲基丙烯酸铵、聚甲基丙烯酸钠、四甲基氢氧化胺或其组合。

本发明的第三方面提供一种本发明所述的陶瓷浆料在碳化硅陶瓷连接的应用。

附图说明

图1典型的碳化硅陶瓷管材和另一部件的连接结构图。

图2连接方法流程图。

具体实施方式

本发明人经过广泛而深入的研究，通过改进制备工艺，结合现有工艺的可取之处，提出了一种原位固化工艺连接陶瓷管材坯体，而后高温一体化烧结的连接工艺，对于实现碳化硅陶瓷管材的高强度连接，提高整体陶瓷部件的性能具有良好的应用效果。在此基础上完成了本发明。

本发明的技术构思如下：

本发明提供了一种碳化硅陶瓷的连接方法，属于工程陶瓷材料技术领域。其特征在于采用原位固化工艺连接碳化硅陶瓷坯体，高温一体化烧结连接碳化硅陶瓷。

另外，本发明还提供了一种陶瓷浆料，主要适用于常压固相烧结碳化硅陶瓷的连接。首先将碳化硅陶瓷粉体，有机前驱体，粘结剂，分散剂，经球磨后制备一定固含量的浆料。将要连接的陶瓷坯体连接面分别加工，预留一定的装配工差，表面均匀涂覆连接浆料，而后固化、干燥、脱粘和高温烧结连接碳化硅陶瓷。这种连接工艺简单方便，特别适用于连接陶瓷管材和其他结构件，在陶瓷热交换器管—管、管—板连接，陶瓷管材封口连接，及其它复杂形陶瓷部件的连接具有重要的应用前景。

本发明中，术语“含有”或“包括”表示各种成分可一起应用于本发明的混合物或组合物中。因此，术语“主要由...组成”和“由...组成”包含在术语“含有”或“包括”中。

本文中，所述“碳化硅陶瓷”包括本领域各种碳化硅陶瓷。例如，包括但不限于：常压固相烧结体系的碳化硅陶瓷。

本文中，所述“碳化硅陶瓷的连接”包括但不限于：碳化硅陶瓷的热交换器管—管、管—板连接，陶瓷管材封口连接，及其它复杂形陶瓷部件的连接。

本文中，所述“高温烧结”具有本领域的常规含义。通常，所述高温包括但不限于1800-2200℃。

以下对本发明的各个方面进行详述：

碳化硅陶瓷的连接方法

在本发明的第一方面，提供了一种碳化硅陶瓷的连接方法，所述方法包括如下步骤：

(a)提供含有碳化硅陶瓷粉体的陶瓷浆料；

提供待连接的碳化硅陶瓷坯体，所述坯体的待连接表面之间预留装配公差；

(b)所述坯体的待连接表面通过所述陶瓷浆料进行原位固化连接，得到连接的坯体；

(c)所述连接的坯体进行高温烧结，得到连接的碳化硅陶瓷部件。

在一个具体实施方式中，将固化连接后的陶瓷坯体干燥、脱粘和高温烧结得到连接后的陶瓷部件。

本发明人通过原位固化工艺连接碳化硅陶瓷坯体，高温一体化烧结连接碳化硅陶瓷，实现碳化硅陶瓷管材的高强度连接，提高整体陶瓷部件的性能。

在一个具体实施方式中该方法包括浆料制备，坯体加工，原位固化，高温热处理等步骤(见附图2)：更具体的，包括如下步骤：

(1)将陶瓷粉体、有机前驱体、粘结剂、分散剂，经球磨后制备一定固含量的混合浆料。

(2)将要连接的陶瓷管材坯体外端面和另一陶瓷部件内孔表面分别进行机械加工，预留一定的装配工差。

所述的陶瓷管材坯体的高温烧结体积收缩率比另一陶瓷部件要小，差别为2-5%。

所述的两个表面的装配工差为10-30丝，优化公差为15丝。

(3)将管材坯体的外表面浸入陶瓷浆料，静止一段时间取出，放置至另一陶瓷部件内孔，固化一段时间。

(4)将固化连接后的陶瓷坯体干燥、脱粘和高温烧结得到连接后的陶瓷部件。

在本发明的一个具体实施方式中，步骤(a)中，

所述待连接的碳化硅陶瓷坯体包括第一碳化硅陶瓷坯体和第二碳化硅陶瓷坯体；

所述第一碳化硅陶瓷坯体的外表面与第二碳化硅陶瓷坯体的内孔表面分别进行机械加工，从而预留所述的装配工差。

在一个具体实施方式中，陶瓷管材坯体的高温烧结体积收缩率比另一陶瓷部件要小，差别为2-5%。

在一个具体实施方式中，将第一碳化硅陶瓷坯体(例如管材坯体)的外表面浸入陶瓷浆料，静止一段时间取出，放置至第二碳化硅陶瓷坯体(另一陶瓷部件)内孔，固化一段时间。

在本发明的一个具体实施方式中，所述第一碳化硅陶瓷坯体的高温烧结体积收缩率小于所述第二碳化硅陶瓷坯体；优选的，所述差别为2-5%，以所述第一碳化硅陶瓷坯体的体积计算。

在本发明的一个具体实施方式中，所述装配公差为10-30丝。

在一个具体实施方式中，优化公差为15丝。

碳化硅陶瓷连接的陶瓷浆料

本发明的第二方面提供一种用于碳化硅陶瓷连接的陶瓷浆料，所述陶瓷浆料包括：

5～30重量份的碳化硅陶瓷粉体；优选10-25重量份

0～15重量份的可选的氧化硅；优选3-10重量份

5～20重量份的碳化硅前驱体；优选10-15重量份

2～10重量份的粘结剂；优选3-6重量份

0～2重量份的可选的分散剂；优选0～1.0重量份

以及有效量的溶剂。

通常，所述的碳化硅前驱体为有机前驱体。在本发明的一个具体实施方式中，所述碳化硅前驱体选自聚甲基硅烷、聚甲基氢硅烷、聚甲基氯硅烷、聚甲基苯基硅烷、聚碳硅烷或其组合。

所述的“有效量”是指，可以溶解所述碳化硅前驱体的用量。所述的溶剂可溶解所用的碳化硅前驱体即可，没有具体限制。例如，可以为甲苯或二甲苯与去离子水的混合物，其中水的含量为50-80vol%。

在本发明的一个具体实施方式中，所述氧化硅是粉末状氧化硅或者是硅溶胶。

在一个具体实施方式中，所述的陶瓷浆料中包陶瓷粉体，有机前驱体，粘结剂，分散剂和溶剂等，经高速球磨制备而成。

在一个具体实施方式中，所述的陶瓷粉体包括碳化硅和氧化硅。其中碳化硅的含量为5-30wt%，优化含量为10-25wt%。氧化硅可以是粉末状，也可以是等效硅溶胶，其含量在0-15wt%，优化含量为3-10wt%。

在一个具体实施方式中，所述的有机前驱体可以为聚甲基硅烷，聚甲基氢硅烷，聚甲基氯硅烷，聚甲基苯基硅烷，聚碳硅烷等碳化硅的前驱体，其含量可以为5-20wt%，优化含量为10-15wt%。

在一个具体实施方式中，所述的粘结剂可以为酚醛树脂，聚乙烯醇，聚乙二醇或其混合物，其含量可以2-10wt%，优化含量为3-6wt%。

在一个具体实施方式中，所述的分散剂可以为聚甲基丙烯酸铵、聚甲基丙烯酸钠或四甲基氢氧化胺等，其含量可以为0～2wt%，优化含量为0～1.0wt%。

在本发明的一个具体实施方式中，所述的粘结剂为酚醛树脂、聚乙烯醇、聚乙二醇或其混合物。

在本发明的一个具体实施方式中，所述的分散剂选自聚甲基丙烯酸铵、聚甲基丙烯酸钠、四甲基氢氧化胺或其组合。

本发明的优点在于，提供了一种碳化硅陶瓷的连接方法，属于工程陶瓷材料技术领域。其特征在于采用原位固化工艺连接碳化硅陶瓷坯体，高温一体化烧结连接碳化硅陶瓷。另外，本发明还提供了一种陶瓷浆料，主要适用于常压固相烧结碳化硅陶瓷的连接。首先将碳化硅陶瓷粉体，有机前驱体，粘结剂，分散剂，经球磨后制备一定固含量的浆料。将要连接的陶瓷坯体连接面分别加工，预留一定的装配工差，表面均匀涂覆连接浆料，而后固化、干燥、脱粘和高温烧结连接碳化硅陶瓷。这种连接工艺简单方便，特别适用于连接陶瓷管材和其他结构件，在陶瓷热交换器管—管、管—板连接，陶瓷管材封口连接，及其它复杂形陶瓷部件的连接具有重要的应用前景。

本发明的优选实施方式

本发明还提供一种碳化硅陶瓷的优选连接方法。具体是指一种陶瓷坯体管材与另一陶瓷部件的连接，通过陶瓷浆料原位固化两种陶瓷部件，其中外部陶瓷部件的设计高温烧结收缩率比陶瓷管材收缩率高，在高温烧结过程中逐步对接触面施加压力，同时陶瓷浆料组分与碳化硅陶瓷发生固相反应，从而实现两个陶瓷部件的连接。典型的碳化硅陶瓷管材和另一部件的连接结构见附图1。

本发明的连接方法通过下述方法实现，该方法包括浆料制备，坯体加工，原位固化，高温热处理等步骤(见附图2)：

(1)将陶瓷粉体、有机前驱体、粘结剂、分散剂，经球磨后制备一定固含量的混合浆料。

(2)将要连接的陶瓷管材坯体外端面和另一陶瓷部件内孔表面分别进行机械加工，预留一定的装配工差。

所述的陶瓷管材坯体的高温烧结体积收缩率比另一陶瓷部件要小，差别为2-5%。

所述的两个表面的装配工差为10-30丝，优化公差为15丝。

(3)将管材坯体的外表面浸入陶瓷浆料，静止一段时间取出，放置至另一陶瓷部件内孔，固化一段时间。

(4)将固化连接后的陶瓷坯体干燥、脱粘和高温烧结得到连接后的陶瓷部件。

本发明还提供一种连接常压固相烧结碳化硅陶瓷的陶瓷浆料：

所述的陶瓷浆料中包陶瓷粉体，有机前驱体，粘结剂，分散剂和溶剂等，经高速球磨制备而成。

所述的陶瓷粉体包括碳化硅和氧化硅。其中碳化硅的含量为5-30wt%，优化含量为10-25wt%。氧化硅可以是粉末状，也可以是等效硅溶胶，其含量在0-15wt%，优化含量为3-10wt%。

所述的有机前驱体可以为聚甲基硅烷，聚甲基氢硅烷，聚甲基氯硅烷，聚甲基苯基硅烷，聚碳硅烷等碳化硅的前驱体，其含量可以为5-20wt%，优化含量为10-15wt%。

所述的粘结剂可以为酚醛树脂，聚乙烯醇，聚乙二醇或其混合物，其含量可以2-10wt%，优化含量为3-6wt%。

所述的分散剂可以为聚甲基丙烯酸铵、聚甲基丙烯酸钠或四甲基氢氧化胺等，其含量可以为0～2wt%，优化含量为0～1.0wt%。

所述的溶剂可以为甲苯或二甲苯与去离子水的混合物，其中水的含量为50-80vol%。前者用于溶解有机前躯体。

与已有的碳化硅陶瓷连接方法比较，本发明有以下的优点：

（1）该连接方式不借助于外加压力，而是通过高温烧结过程中不同收缩率在连接界面处形成局部压力和高温界面反应实现碳化硅陶瓷管材的连接，连接强度较高。（2）所采用的连接浆料的制备方法简单，操作方便。

如无具体说明，本发明的各种原料均可以通过市售得到；或根据本领域的常规方法制备得到。除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。

本发明的其他方面由于本文的公开内容，对本领域的技术人员而言是显而易见的。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照国家标准测定。若没有相应的国家标准，则按照通用的国际标准、常规条件、或按照制造厂商所建议的条件进行。除非另外说明，否则所有的份数为重量份，所有的百分比为重量百分比，所述的聚合物分子量为数均分子量。

除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。

本发明用下列非限定性实例进一步说明实施方式和效果：

实施例1

本实施例将碳化硅陶瓷管材连接到碳化硅陶瓷管板上，实现管-板的高强度连接。首先将碳化硅陶瓷管材端面和外圆加工，管板内径加工，使得管材外径和管板内径装配公差为10丝。其中碳化硅陶瓷管材的高温烧结收缩率和管板的收缩率差别约2%T.D。而后配制陶瓷浆料，将碳化硅粉体含量为5wt%，氧化硅粉体含量为3wt%，聚甲基硅烷含量为10wt%，酚醛树脂含量为3wt%，聚甲基丙烯酸铵含量为0.4wt%，甲苯和水为混合溶剂，其中水含量为50vol%。混合后高速搅拌均匀。将碳化硅陶瓷连接端面浸入浆料，装配后刮除多余浆料。连接后的管材和管板干燥固化后，经脱粘高温共烧后连接成功。管-板连接界面清晰，没有发现任何裂纹。

所述连接处的耐压强度以耐静水压力表征，所述耐静水压力不低于6MPa。

实施例2

本实施例将碳化硅陶瓷管材连接到碳化硅陶瓷管板上，实现管-板的高强度连接。首先将碳化硅陶瓷管材端面和外圆加工，管板内径加工，使得管材外径和管板内径装配公差为15丝。其中碳化硅陶瓷管材的高温烧结收缩率和管板的收缩率差别约5%T.D。而后配制陶瓷浆料，将碳化硅粉体含量为25wt%，硅溶胶中氧化硅粉体含量为10wt%，聚甲基氢硅烷含量为12wt%，聚乙烯醇含量为4wt%，聚甲基丙烯酸钠含量为0.6wt%，二甲苯和水为混合溶剂，其中水含量为60vol%。混合后高速搅拌均匀。将碳化硅陶瓷连接端面浸入浆料，装配后刮除多余浆料。连接后的管材和管板干燥固化后，经脱粘高温共烧后连接成功。管材连接界面清晰，没有发现任何裂纹。

所述连接处的耐压强度以耐静水压力表征，所述耐静水压力不低于6MPa。

实施例3

本实施例将碳化硅陶瓷管材通过套管连接到另外的碳化硅陶瓷管材上，实现管-管的高强度连接。首先将要连接的两段碳化硅陶瓷管材端面和外圆加工，套管内径加工，使得管材外径和套管内径装配公差为20丝。其中碳化硅陶瓷管材的高温烧结收缩率和管板的收缩率差别约3%T.D。而后配制陶瓷浆料，将碳化硅粉体含量为20wt%，氧化硅粉体含量为6wt%，聚甲基氯硅烷含量为12wt%，聚乙二醇含量为4wt%，四甲基氢氧化胺含量为0.6wt%，甲苯和水为混合溶剂，其中水含量为60vol%。混合后高速搅拌均匀。将碳化硅陶瓷连接端面浸入浆料，装配后刮除多余浆料。连接后的管材和管板干燥固化后，经脱粘高温共烧后连接成功。管材连接界面清晰，没有发现任何裂纹。

所述连接处的耐压强度以耐静水压力表征，所述耐静水压力不低于6MPa。

实施例4

本实施例将碳化硅陶瓷管材通过套管连接到另外的碳化硅陶瓷管材上，实现管-管的高强度连接。首先将要连接的两段碳化硅陶瓷管材端面和外圆加工，套管内径加工，使得管材外径和套管内径装配公差为30丝。其中碳化硅陶瓷管材的高温烧结收缩率和管板的收缩率差别约5%T.D。而后配制陶瓷浆料，将碳化硅粉体含量为15wt%，硅溶胶中氧化硅粉体含量为10wt%，聚甲基苯基硅烷含量为15wt%，酚醛树脂和聚乙二醇混合含量为4wt%，聚甲基丙烯酸铵为0.6wt%，二甲苯和水为混合溶剂，其中水含量为60vol%。混合后高速搅拌均匀。将碳化硅陶瓷连接端面浸入浆料，装配后刮除多余浆料。连接后的管材和管板干燥固化后，经脱粘高温共烧后连接成功。管材连接界面清晰，没有发现任何裂纹。

所述连接处的耐压强度以耐静水压力表征，所述耐静水压力不低于6MPa。

实施例5

本实施例将碳化硅陶瓷管材一端通过端头连接，实现管材的高强度密封。首先将要连接的碳化硅陶瓷管材端面和外圆加工，端头内径加工，使得管材外径和端头内径装配公差为20丝。其中碳化硅陶瓷管材的高温烧结收缩率和管板的收缩率差别约2%T.D。而后配制陶瓷浆料，将碳化硅粉体含量为15wt%，氧化硅粉体含量为10wt%，聚碳硅烷含量为8wt%，酚醛树脂含量为4wt%，聚甲基丙烯酸钠含量为1.0wt%，甲苯和水为混合溶剂，其中水含量为80vol%。混合后高速搅拌均匀。将碳化硅陶瓷连接端面浸入浆料，装配后刮除多余浆料。连接后的管材和管板干燥固化后，经脱粘高温共烧后连接成功。管材连接界面清晰，没有发现任何裂纹。

所述连接处的耐压强度以耐静水压力表征，所述耐静水压力不低于6MPa。

实施例6

本实施例将碳化硅陶瓷管材一端通过端头连接，实现管材的高强度密封。首先将要连接的碳化硅陶瓷管材端面和外圆加工，端头内径加工，使得管材外径和端头内径装配公差为30丝。其中碳化硅陶瓷管材的高温烧结收缩率和管板的收缩率差别约3%T.D。而后配制陶瓷浆料，将碳化硅粉体含量为30wt%，硅溶胶中氧化硅粉体含量为15wt%，聚碳硅烷含量为12wt%，酚醛树脂和聚乙烯醇混合含量为6wt%，四甲基氢氧化胺含量为1.0wt%，二甲苯和水为混合溶剂，其中水含量为80vol%。混合后高速搅拌均匀。将碳化硅陶瓷连接端面浸入浆料，装配后刮除多余浆料。连接后的管材和管板干燥固化后，经脱粘高温共烧后连接成功。管材连接界面清晰，没有发现任何裂纹。

所述连接处的耐压强度以耐静水压力表征，所述耐静水压力不低于6MPa。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的实质技术内容范围，本发明的实质技术内容是广义地定义于申请的权利要求范围中，任何他人完成的技术实体或方法，若是与申请的权利要求范围所定义的完全相同，也或是一种等效的变更，均将被视为涵盖于该权利要求范围之中。

在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种碳化硅陶瓷的连接方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(a)提供含有碳化硅陶瓷粉体的陶瓷浆料；

提供待连接的碳化硅陶瓷坯体，所述坯体的待连接表面之间预留装配公差；

(b)所述坯体的待连接表面通过所述陶瓷浆料进行原位固化连接，得到连接的坯体；

(c)所述连接的坯体进行高温烧结，得到连接的碳化硅陶瓷部件。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(a)中，

所述待连接的碳化硅陶瓷坯体包括第一碳化硅陶瓷坯体和第二碳化硅陶瓷坯体；

所述第一碳化硅陶瓷坯体的外表面与第二碳化硅陶瓷坯体的内孔表面分别进行机械加工，从而预留所述的装配工差。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一碳化硅陶瓷坯体的高温烧结体积收缩率小于所述第二碳化硅陶瓷坯体；优选的，所述差别为2-5%，以所述第一碳化硅陶瓷坯体的体积计算。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述装配公差为10-30丝。

5.一种用于碳化硅陶瓷连接的陶瓷浆料，其特征在于，所述陶瓷浆料包括：

5～30重量份的碳化硅陶瓷粉体；

0～15重量份的可选的氧化硅；

5～20重量份的碳化硅前驱体；

2～10重量份的粘结剂；

0～2重量份的可选的分散剂；

以及有效量的溶剂。

6.如权利要求5所述的陶瓷浆料，其特征在于，所述氧化硅是粉末状氧化硅或者是硅溶胶。

7.如权利要求5所述的陶瓷浆料，其特征在于，所述碳化硅前驱体选自聚甲基硅烷、聚甲基氢硅烷、聚甲基氯硅烷、聚甲基苯基硅烷、聚碳硅烷或其组合。

8.如权利要求5所述的陶瓷浆料，其特征在于，所述的粘结剂为酚醛树脂、聚乙烯醇、聚乙二醇或其混合物。

9.如权利要求5所述的陶瓷浆料，其特征在于，所述的分散剂旋子聚甲基丙烯酸铵、聚甲基丙烯酸钠、四甲基氢氧化胺或其组合。

10.一种如权利要求5所述的陶瓷浆料在碳化硅陶瓷连接的应用。