【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于金屬合金焊接，具體涉及多級序構tial單晶的大尺寸鍵合的工藝方法。
技術介紹
1、tial合金(密度約4g/cm3)正逐漸替代鎳基高溫合金(密度約8.4g/cm3)以減輕發動機自身的質量來提高推重比。我國最新研發的多級序構(hierarchical?orientedlamellar，簡稱hol)tial單晶各項性能均優于當下主要應用的tial-4822合金。但是，hol-tial具有復雜的多相結構以及反應性，難以保持相干界面，并且難以控制凝固過程。與更直接的鎳基高溫合金單相生長相比，這些因素使得大型無缺陷hol-tial單晶的生長更具挑戰性。而且生長大型、高質量hol-tial單晶所需的設備和工藝比鎳基高溫合金更昂貴且開發程度較低。最終導致無法生長出直徑大于30mm的hol-tial單晶棒材。為了能夠將其應用到復雜的構件中，擴寬其尺寸與應用范圍，進行大尺寸鍵合實驗是有必要的。
2、如現有技術公告號為cn115928217b的已授權專利技術專利，其通過精密車削的方法，使小尺寸樣品的表面粗糙度達到了200nm以下的；通過調節焊接參數，最終實現了平行片層取向的小尺寸樣品的無再結晶原子級鍵合，獲得了尺寸為8mm×6mm×8mm的tial單晶樣品。但是，該方法僅對小尺寸的tial單晶樣品有效，精密車削過程中，車刀會出現磨損導致處理表面的能力有限，只能對8mm×6mm及以下的待鍵合面進行精密車削。目前，對于大尺寸(如60mm×20mm×30mm)的tial單晶樣品并沒有有效的表面處理和鍵合方法，小尺寸tial單晶的
3、所以，本專利技術改進了大尺寸tial單晶樣品的表面處理的方法，使大尺寸樣品表面達到低粗糙度的效果。并且，通過平行片層取向、平行和垂直兩種片層取向對tial單晶進行鍵合，獲得大尺寸多級序構tial單晶樣品。
技術實現思路
1、針對上述現有技術中存在的缺陷，為了解決無法生長出大尺寸hol-tial單晶棒材的技術問題，本專利技術的目的在于設計提供一種工藝流程高效、穩定、可批量重復生產的tial單晶大尺寸原子級擴散鍵合工藝方法。本專利技術使用真空擴散鍵合設備在高真空度下對樣品進行鍵合，獲得大尺寸(30mm×20mm×30mm或60mm×20mm×30mm)tial單晶。
2、為了實現上述目的，本專利技術采用以下技術方案：
3、一方面，本專利技術提供了一種大尺寸多級序構tial單晶的平行片層鍵合方法，包括以下步驟：
4、(1)稱取母材tial單晶棒，切割成大尺寸的待焊樣品，對上述待焊樣品的待鍵合面進行粗車削和化學機械拋光，獲得表面粗糙度為200nm以下的待鍵合樣品；
5、(2)將上述待鍵合樣品置于鍵合設備中，進行抽真空至真空度為10-4pa以下，升溫至1000～1300℃后，提高壓力至10～70mpa，在最高溫度點保溫5～20h，隨爐冷卻至室溫，獲得平行片層鍵合后的大尺寸多級序構tial單晶。
6、所述的一種大尺寸多級序構tial單晶的平行片層鍵合方法，步驟(1)中所述大尺寸為(10～30mm)×(10～20mm)×(5～15mm)。
7、所述的一種大尺寸多級序構tial單晶的平行片層鍵合方法，所述切割的方式為金剛石線切割。
8、所述的一種大尺寸多級序構tial單晶的平行片層鍵合方法，所述升溫的過程中升溫速率為5～20℃/min。
9、第二方面，本專利技術提供了一種通過任一項所述的方法制備的大尺寸多級序構tial單晶。
10、第三方面，本專利技術提供了一種大尺寸多級序構tial單晶的原子級擴散鍵合方法，包括以下步驟：
11、(1)稱取母材tial單晶棒，切割成大尺寸的待焊樣品，對上述待焊樣品的待鍵合面進行粗車削和化學機械拋光，獲得表面粗糙度為200nm以下的待鍵合樣品；
12、(2)將上述待鍵合樣品置于鍵合設備中，進行抽真空至真空度為10-4pa以下，升溫至1000～1300℃后，提高壓力至10～70mpa，在最高溫度點保溫5～20h，隨爐冷卻至室溫，獲得平行片層鍵合后的樣品；
13、(3)將上述平行片層鍵合后的樣品的待鍵合面進行粗車削和化學機械拋光，使表面粗糙度為200nm以下，置于鍵合設備中，進行抽真空至真空度為10-4pa以下，升溫至1000～1300℃后，提高壓力至10～70mpa，在最高溫度點保溫5～20h，隨爐冷卻至室溫，獲得平行層和垂直片層均鍵合后的大尺寸多級序構tial單晶。
14、所述的一種大尺寸多級序構tial單晶的原子級擴散鍵合方法，步驟(1)中所述大尺寸為(10～30mm)×(10～20mm)×(5～15mm)。
15、所述的一種大尺寸多級序構tial單晶的原子級擴散鍵合方法，步驟(2)和(3)中所述升溫的過程中升溫速率均為5～20℃/min。
16、第四方面，本專利技術提供了一種通過任一項所述的方法制備的大尺寸多級序構tial單晶。
17、第五方面，本專利技術提供了所述的大尺寸多級序構tial單晶在作為發動機原料中的應用。
18、與現有技術相比，本專利技術具有以下有益效果：
19、本專利技術通過單點金剛石車削和化學機械拋光的結合，降低了大尺寸樣品表面(30mm×20mm)粗糙度；高真空度下對樣品進行平行片層取向和垂直片層取向的鍵合，有效地隔絕了氧氣與待鍵合面的接觸；通過調節溫度和壓力最終獲得的尺寸為60mm×20mm×30mm的鍵合態tial單晶，達到了實際應用的尺寸要求。本專利技術操作方法簡單，成本低，可大批量制備。
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1.一種大尺寸多級序構TiAl單晶的平行片層鍵合方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權利要求1所述的一種大尺寸多級序構TiAl單晶的平行片層鍵合方法，其特征在于，步驟(1)中所述大尺寸為(10～30mm)×(10～20mm)×(5～15mm)。
3.如權利要求1所述的一種大尺寸多級序構TiAl單晶的平行片層鍵合方法，其特征在于，所述切割的方式為金剛石線切割。
4.如權利要求1所述的一種大尺寸多級序構TiAl單晶的平行片層鍵合方法，其特征在于，所述升溫的過程中升溫速率為5～20℃/min。
5.一種通過如權利要求1-4任一項所述的方法制備的大尺寸多級序構TiAl單晶。
6.一種大尺寸多級序構TiAl單晶的原子級擴散鍵合方法，其特征在于，包括以下步驟：
7.如權利要求1所述的一種大尺寸多級序構TiAl單晶的原子級擴散鍵合方法，其特征在于，步驟(1)中所述大尺寸為(10～30mm)×(10～20mm)×(5～15mm)。
8.如權利要求1所述的一種大尺寸多級序構TiAl單晶的原子級擴散鍵合方法，其特
9.一種通過如權利要求6-8任一項所述的方法制備的大尺寸多級序構TiAl單晶。
10.如權利要求5或9所述的大尺寸多級序構TiAl單晶在作為發動機原料中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種大尺寸多級序構tial單晶的平行片層鍵合方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權利要求1所述的一種大尺寸多級序構tial單晶的平行片層鍵合方法，其特征在于，步驟(1)中所述大尺寸為(10～30mm)×(10～20mm)×(5～15mm)。
3.如權利要求1所述的一種大尺寸多級序構tial單晶的平行片層鍵合方法，其特征在于，所述切割的方式為金剛石線切割。
4.如權利要求1所述的一種大尺寸多級序構tial單晶的平行片層鍵合方法，其特征在于，所述升溫的過程中升溫速率為5～20℃/min。
5.一種通過如權利要求1-4任一項所述的方法制備的大尺寸多級序構tial單晶。
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