本发明专利技术公开了一种制备高强度石墨/Hastelloy N合金接头的方法，将硅粉加入羟乙基纤维素中，然后涂覆于两张金箔之间得到预处理金箔；将石墨、预处理金箔和Hastelloy N合金依次采用502胶进行粘接，接着置于真空钎焊炉中加热，冷却后得到高强度石墨/Hastelloy N合金接头。本发明专利技术成本低、操作简单、不破坏母材原有结构，得到的接头性能稳定，常温下剪切强度高达32.5MPa，与石墨材料剪切性能（30.5MPa）相当，为熔盐堆中关键部件的制造提供了理论指导与技术支撑，促进了熔盐堆的发展和应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钎焊
，涉及制备高强度石墨/Hastelloy N合金接头的方法，尤其涉及一种采用硅掺杂金钎料制备高强度石墨/Hastelloy N合金钎焊接头的方法。
技术介绍
熔盐堆作为第四代核反应堆的候选堆型之一，具有核燃料可持续利用、热转化效率高、固有安全性突出等优点，受到广泛关注。2011年，熔盐堆被批准为中国科学院“未来先进核裂变”战略先导科技专项启动实施。美国政府也于2015年决定重新启动高温熔盐堆项目。Hastelloy N合金作为一种固溶强化型镍基高温合金，具有优良的高温力学性能、耐腐蚀性以及抗辐照性能。在熔盐堆中，Hastelloy N合金常被用来制造回路管道、堆芯容器及换热器等结构部件。石墨是一种重要的结构材料，具有质量轻、稳定性高、耐腐蚀性强等优点，在航空、航天、航海、核电等领域均有广阔的应用前景。在核电领域，石墨是反应堆中重要的慢化材料。解决石墨与Hastelloy N合金的连接问题对发展熔盐堆至关重要。由于石墨与金属材料的物理、化学性能差异很大，采用常规的熔焊技术难于实现两者间的连接。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种制备高强度石墨/Hastelloy N合金接头的方法，该方法成本低、操作简单、不破坏母材原有结构，得到的接头性能稳定，常温下剪切强度高达32.5MPa，与石墨材料剪切性能（30.5MPa）相当，为熔盐堆中关键部件的制造提供了理论指导与技术支撑，促进了熔盐堆的发展和应用。所述的一种制备高强度石墨/Hastelloy N合金接头的方法，其特征在于将硅粉加入羟乙基纤维素中，然后涂覆于两张金箔之间得到预处理金箔；将石墨、预处理金箔和Hastelloy N合金依次采用胶水进行粘接，再置于真空钎焊炉中加热钎焊，冷却后得到高强度石墨/Hastelloy N合金接头，钎焊完成后，钎缝内形成了金基和镍基固溶体以及弥散分布于其中的块状Mo6Ni6C碳化物；靠近钎缝侧的Hastelloy N母材的晶内和晶界处析出大量的碳化物（其中晶内碳化物为Mo2C，晶界碳化物为MoC），使得接头内形成了热膨胀系数梯度过渡结构，缓解了石墨与Hastelloy N合金之间由热膨胀系数错配而带来的高残余应力；钎缝内Mo6Ni6C硬质相的形成降低了钎料的热膨胀系数；靠近钎缝侧的Hastelloy N母材内析出的大量碳化物使得接头内形成了热膨胀系数梯度过渡结构。所述的制备高强度石墨/Hastelloy N合金接头的方法，其特征在于具体步骤如下：1）将Hastelloy N合金和石墨放入盛有丙酮的超声波清洗机中进行清洗，接着依次采用400#、600#、1000#、1500#砂纸打磨其待连接面，然后进行抛光；2）将硅粉加入羟乙基纤维素中，然后涂覆于两张金箔之间得到预处理金箔；3）将步骤１）处理得到的石墨、Hastelloy N合金和步骤２）处理得到的预处理金箔依次采用502胶进行粘接，接着置于真空钎焊炉中加热至250～350℃，保温25～30min，再加热至920～940℃，保温8～12min，接着加热至钎焊温度，保温5～15min，然后降低炉温至室温得到高强度石墨/Hastelloy N合金接头。所述的制备高强度石墨/Hastelloy N合金接头的方法，其特征在于步骤2）中金箔的厚度为0.02～0.06mm，其纯度为99.985%。所述的制备高强度石墨/Hastelloy N合金接头的方法，其特征在于步骤2）中金箔的厚度为0.025mm，其纯度为99.985%。所述的制备高强度石墨/Hastelloy N合金接头的方法，其特征在于步骤2）中硅粉的粒度为300～1000目，其纯度为99.99%。所述的制备高强度石墨/Hastelloy N合金接头的方法，其特征在于步骤2）中硅粉的粒度为600目，其纯度为99.99%。所述的制备高强度石墨/Hastelloy N合金接头的方法，其特征在于步骤3）中钎焊温度为980～1100℃，优选为1060℃。所述的制备高强度石墨/Hastelloy N合金接头的方法，其特征在于步骤3）中降低炉温至室温的具体操作如下：将炉温以4～8℃/min的速度降至300℃，然后随炉冷却至室温。所述的制备高强度石墨/Hastelloy N合金接头的方法，其特征在于步骤3）中降低炉温至室温的具体操作如下：将炉温以6℃/min的速度降至300℃，然后随炉冷却至室温。本专利技术通过应用钎焊技术实现了石墨与Hastelloy N合金之间的高品质连接，该方法成本低、操作简单、不破坏母材原有结构，得到的接头性能稳定，常温下剪切强度高达32.5MPa，与石墨材料剪切性能（30.5MPa）相当，为熔盐堆中关键部件的制造提供了理论指导与技术支撑，促进了熔盐堆的发展和应用。附图说明图1为本专利技术实施例4-6所得高强度石墨/Hastelloy N合金接头与对比例所得石墨/Hastelloy N合金接头的剪切强度对比图；图2为本专利技术步骤3）将石墨、预处理金箔和Hastelloy N合金依次采用502胶进行粘接的示意图；图3为本专利技术所得高强度石墨/Hastelloy N合金接头的结构示意图。图中1为石墨，2为金箔，3为硅粉，4为Hastelloy N合金；5为Ni基固溶体，6为Mo6Ni6C，7为Au基固溶体。具体实施方式下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。实施例1本专利技术提出的一种制备高强度石墨/Hastelloy N合金接头的方法，将硅粉加入羟乙基纤维素中，然后涂覆于两张金箔之间得到预处理金箔；将石墨、预处理金箔和Hastelloy N合金依次采用502胶进行粘接，接着置于真空钎焊炉中加热，冷却得到高强度石墨/Hastelloy N合金接头。实施例2本专利技术提出的一种制备高强度石墨/Hastelloy N合金接头的方法，具体步骤如下：1）将Hastelloy N合金和石墨放入盛有丙酮的超声波清洗机中进行清洗，接着依次采用400#、600#、1000#、1500#砂纸打磨其待连接面，然后进行抛光；2）将硅粉加入羟乙基纤维素中，硅粉的粒度为300目，其纯度为99.99%，然后涂覆于两张金箔之间得到预处理金箔，金箔的厚度为0.02mm，其纯度为99.985%；3）如图2所示，将石墨1、预处理的金箔2和Hastelloy N合金4依次采用502胶进行粘接，接着置于真空钎焊炉中加热至250℃，保温30min，再加热至920℃，保温12min，接着加热至980℃，保温15min，然后将炉温以4℃/min的速度降至300℃，然后随炉冷却至室温得到高强度石墨/Hastelloy N合金接头，其结构如图3所示，钎焊完成后，钎缝内形成了金基固溶体7和镍基固溶体5以及弥散分布于其中的块状Mo6Ni6 C碳化物6，降低了钎料的热膨胀系数；靠近钎缝侧的Hastelloy N母材的晶内和晶界处析出碳化物，晶内处析出碳化物为Mo2C，晶界处析出碳化物为MoC，使得接头内形成了热膨胀系数梯度过渡结构，缓解了石墨与Hastelloy N合金之间由热膨胀系数错配而带来的高残余应力。实施例3本专利技术提出的一种制备高强度石墨/Hastelloy N合金接头的方本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制备高强度石墨/Hastelloy N合金接头的方法，其特征在于将硅粉加入羟乙基纤维素中，然后涂覆于两张金箔之间得到预处理金箔；将石墨、预处理金箔和Hastelloy N合金依次采用胶水进行粘接，再置于真空钎焊炉中加热钎焊，冷却后得到高强度石墨/Hastelloy N合金接头，钎焊完成后，钎缝内形成了金基和镍基固溶体以及弥散分布于其中的块状Mo6Ni6C碳化物，降低了钎料的热膨胀系数；靠近钎缝侧的Hastelloy N母材的晶内和晶界处析出碳化物，使得接头内形成了热膨胀系数梯度过渡结构，缓解了石墨与Hastelloy N合金之间由热膨胀系数错配而带来的高残余应力。
【技术特征摘要】
1.一种制备高强度石墨/Hastelloy N合金接头的方法，其特征在于将硅粉加入羟乙基纤维素中，然后涂覆于两张金箔之间得到预处理金箔；将石墨、预处理金箔和Hastelloy N合金依次采用胶水进行粘接，再置于真空钎焊炉中加热钎焊，冷却后得到高强度石墨/Hastelloy N合金接头，钎焊完成后，钎缝内形成了金基和镍基固溶体以及弥散分布于其中的块状Mo6Ni6C碳化物，降低了钎料的热膨胀系数；靠近钎缝侧的Hastelloy N母材的晶内和晶界处析出碳化物，使得接头内形成了热膨胀系数梯度过渡结构，缓解了石墨与Hastelloy N合金之间由热膨胀系数错配而带来的高残余应力。2.根据权利要求1所述的制备高强度石墨/Hastelloy N合金接头的方法，其特征在于靠近钎缝侧的Hastelloy N母材的晶内处析出碳化物为Mo2C，晶界处析出碳化物为MoC。3.根据权利要求1所述的制备高强度石墨/Hastelloy N合金接头的方法，其特征在于具体步骤如下：1）将Hastelloy N合金和石墨放入盛有丙酮的超声波清洗机中进行清洗，接着依次采用400#、600#、1000#、1500#砂纸打磨其待连接面，然后进行抛光；2）将硅粉加入羟乙基纤维素中，然后涂覆于两张金箔之间得到预处理金箔；3）将步骤１）处理得到的石墨、Hastelloy N合金和步骤２）处理得到的预处理金箔依次采用502胶进行粘接，接着置于真空钎焊炉中加热至250～350℃，保温25～30min，再加热至9...
【专利技术属性】
技术研发人员：贺艳明，沈寒旸，杨建国，杨学顺，谢浩，王丽梅，谢志刚，高增梁，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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