无机填料改性有机硅胶黏剂高温黏结性能及机理分析

以有机硅树脂为基体,以金属Al、B4C和气相法制备的SiO2为无机填料制备了耐高温胶黏剂。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱分析仪和热重分析分别研究了胶黏剂的相组成、微观结构及热稳定性,通过抗压剪切强度测试陶瓷黏结性能。结果表明:胶黏剂经1 150℃热处理后的质量增加了38%;当用于刚玉陶瓷黏接时,黏接试样200℃固化后的黏接强度为9.00MPa,经1 000℃热处理后提高到45.60MPa。黏接机理分析表明,当温度小于600℃,黏接强度来源于胶黏剂中的有机硅树脂;超过600℃,金属Al粉和B4C氧化并与有机树脂裂解产物发生反应,生成xSiOm Cn·yB2O3、2Al2O3·B2O3和9Al2O3·2B2O3等玻璃/陶瓷相,氧化伴随着体积膨胀可有效抑制有机基体高温裂解导致的体积收缩,并愈合裂解带来的微观缺陷。此外黏接界面发生元素互扩散层,引入化学键的作用,进一步提高了胶黏剂的高温黏接强度。