一种陶瓷粘合剂及其制备方法 [0002]在高温结构材料的应用中，新型陶瓷材料比高温合金具有更高的熔点，更稳定的化学性质，以及在高温下更优良的机械强度及抗蠕变性能。以碳纤维或陶瓷纤维增强的陶瓷基陶瓷复合材料比单纯陶瓷具有更高的强度及韧性。同时，陶瓷材料的密度通常只有高温合金密度的三分之一。在过去的几十年里，新型陶瓷及其复合材料的制备工艺得到了长足的发展。在可预见的将来，用新型陶瓷及其复合材料替代高温合金将会带来一次由新材料的应用而推动的技术革命。新型陶瓷的应用领域将包括航空发动机高温部件，航空航天结构组件，以及核燃料包覆材料。利用新型陶瓷复合材料替代高温合金作为涡轮叶片等高温部件，可以大幅提高航空发动机的燃烧温度，提升发动机的燃油效率和功率。利用新型陶瓷复合材料作为可反复使用的外表隔热结构，用于航天器再入大气层时的高速飞行阶段。利用碳化硅陶瓷替代锆合金作为核燃料的包覆层，可以减少氢气的产生，防止类似福岛核电站的爆炸事故的发生。 [0003]但是，陶瓷材料是脆性的，通常只能通过模具一次成型成简单的形状，不能像金属材料那样进行多次后期加工。即使是韧性较好的陶瓷基复合材料也只有有限的可加工性。成型困难限制了陶瓷材料在很多领域的广泛应用。通过粘结的方式，可以将多个简单的陶瓷工件装配成复杂的构件。目前，粘接陶瓷可以通过直接扩散粘接或者用熔化金属作为粘接层，通常需要特殊的设备施加高压及高温。外加高压可能会导致陶瓷工件变形或断裂，尤其不适合粘接具有特殊形状的工件。过高的温度容易导致陶瓷复合材料中的陶瓷纤维性能变差。此外，以相异的材料尤其是金属作为粘接层，在高温使用中容易引发不同元素之间的化学反应而导致材料性质变化。总而言之，目前急需一种使用方便，处理工艺简单，性能稳定的高温陶瓷粘合剂。
[0004]本申请的目的是提供一种新的用于陶瓷粘接的粘合剂，以及该粘合剂的制备方法。 [0005]为了实现上述目的，本申请采用了以下技术方案:
[0006]本申请的一方面公开了一种陶瓷粘合剂，陶瓷粘合剂主要由液态的有机硅聚合物和均匀分布于其中的陶瓷粉末构成，液态的有机硅聚合物可以通过催化剂、加热或辐射方式发生交联成固态。需要说明的是，本申请正是利用液态的尚未交联的有机硅聚合物，在交联后固化的特点，在液态有机硅聚合物中添加陶瓷粉末，制成陶瓷粘合剂；其中，有机硅聚合物在进一步的处理中会转化为陶瓷，与添加其中的陶瓷粉末融为一体，而添加的陶瓷粉末正是需要粘合的陶瓷的粉末，使得陶瓷粘合剂与被粘合的陶瓷主体之间相互融合形成一体。
[0007]进一步的，有机硅聚合物交联后，在真空或者惰性气氛中，温度范围在800 - 1500摄氏度之间进行热处理时，转换为陶瓷的质量产率为60%以上。需要说明的是，本申请的陶瓷粘合剂在使用时，为了使有机硅聚合物转化为陶瓷，还需要对其进行脱氢处理，使交联固化后的有机硅聚合物转换成陶瓷，以提高粘合的效果；其中脱氢的温度在800摄氏度以上即可，具体的热处理温度根据被粘合的陶瓷的使用温度而定，也就是说，热处理温度要大于陶瓷的使用温度，但是又低于陶瓷的相变温度，因此，本申请根据比较常规使用的陶瓷制品，优选的热处理温度为800 - 1500摄氏度之间。
[0008]进一步的，有机硅聚合物交联后，在真空或者惰性气氛中，温度范围在800 - 1500摄氏度之间进行热处理时，转换为陶瓷的质量产率为70%以上。需要说明的是，其中转换为陶瓷的质量产率与有机硅聚合物中硅和碳的含量成正比，也就是说硅和碳含量越多质量产率越高，本申请的陶瓷粘合剂中，转换为陶瓷的质量产率在60%以上的硅和碳含量的有机硅聚合物都可以满足使用需求，而质量产率达到70%以上可以制备出效果更好的陶瓷粘合剂。
[0009]优选的，有机硅聚合物为聚硅碳烷、聚硅氮烷或聚硅氧烷中的至少一种；并且，聚娃碳烧、聚娃氣烧和聚硅氧烷中带有稀丙基，或带有乙烯基和娃氣基，或同时带有稀丙基、乙烯基和硅氢基。
[0010]更优选的，有机硅聚合物为通式(a)、(b)、(C)任一项所示单体的聚合物；
[0011]