用ti_co合金液相擴散連接sic陶瓷

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1、第哈爾濱工業(yè)大學學報,卷第期刀三年月一用合金液相擴散連接陶瓷劉玉莉馮吉才奈賀正明哈爾濱工業(yè)大學現(xiàn)代焊接生產(chǎn)技術國家重點實驗室日本大阪大學、一。一一摘要利用合金在的接合條件下對常壓燒結(jié)陶瓷進行真空、、,液相擴散連接接頭中形成了和反應相剪切試驗結(jié)果表明接頭的最大強度達印關鍵詞擴散連接界面反應接合強度陶瓷分類號衛(wèi)孫陶瓷是一種新型的結(jié)構(gòu)材料,具有優(yōu)越的把接合后的試件沿垂直于接合面的方向切高開,用巧的金剛石研磨板把觀察面精磨后,再溫強度的彎曲強度幾乎和室溫彎曲強腳、度,、、、用的研磨膏拋光采用掃描電鏡相同在航空航天汽車化工核電等工業(yè)領腳、域有廣泛的應用前景陶瓷本身及和金屬釬焊電子探針微區(qū)成分分析

2、射線衍射,、一一一一等方法對界面反應相進行觀察及定量分時常采用或從基合金一’,,釬料伙由于受合金釬料自身的影響接頭的使析采用剪切試驗評價接頭的強度所有強度均取用溫度受到一定限制為了充分發(fā)揮陶瓷材料的個試件的平均值耐高溫性能,提高接頭的耐環(huán)境溫度,有必要開發(fā)表合金的成分及熔點閉,一曲燈山堪一高熔點的合金釬料由二元相圖可知合皿惻對訓姍皿金可,以生成高熔點的化合物但能否做釬料使用降畫一還不清楚本文利用合金對陶瓷進行一液相擴散連接,分析了界面反應相的種類及分布一,、形態(tài)隨含量的變化探討了合金成分連接工一藝參數(shù)對接頭強度的影響一巧試驗材料及方法一試驗用陶瓷含有一的七添加劑,在真空中無壓燒結(jié)而成采

3、用真空電弧爐熔煉了一種一合金,其成分及液相溫度如表所示卜,登二口將合金切成薄片并研磨到厚然后和‘娜,,試件一起放在丙酮溶液中進行超聲清洗并按圖一裝配成待焊試件在的真空爐中采用高頻感應加熱的方法進行擴散接合接合溫度范圍一、,一為升溫和冷卻速度均為澎保溫時間為一采用光電溫度計測量溫度,圖試件形狀及尺寸并使其在接合過程中保持不變田一一收稿日期,,,以馮吉才男年生教授哈爾濱工業(yè)大學現(xiàn)代焊接生產(chǎn)技術國家重點實驗室】哈爾濱工業(yè)大學學報第卷反應相的種類和分布形態(tài)隨合金中含量的試驗結(jié)果及分析,一不同而變化用合金連接陶瓷在液界面組,織及反應生成物相擴散條件下接頭中生成了細顆粒狀的黑色化,一,,試驗結(jié)果表

4、明合金和陶瓷在合物彌散分布于灰色基體中這些化合物的尺寸以上的溫度,區(qū)發(fā)生化學反應界面組織隨接隨溫度增高而變大當合金的含量達到合溫度的變化而不同當接合溫度低于合金的熔時,界面組織如,反應相由細顆粒狀成圖所示,,點時屬于固相擴散接合界面形成了層狀反應長為塊狀,仍均勻分布于基體中圖是該斷面的,,物其厚度隨接合時間的延長而增加當接合溫度射線衍射結(jié)果結(jié)合表的分析結(jié)果可,,高于合金熔點時加快,,合金形成液相了陶瓷和金知塊狀的反應相為灰色的基體為腸相屬的擴散,接頭組織也在短時間內(nèi)達到平衡狀態(tài)一接頭組織示意圖一一采用合金采用合金】而啞一一司】銘呢,︸白︸,一﹄曰一不口,一一一一山明尸的工補。皿困耘加泳

5、泣川,,一界面的射線衍射圖」〕一,,,當合金的含量進一步增加到時硅化物該相是擴散到中而形成,界面組織如圖所示側(cè)形成了層狀的反的由表的成分分析可知,使用高合金時生應相黑色,中間部分為白色組織并含有少量灰成的層狀與低合金時塊狀的含量不色的大塊狀化合物利用射線衍射圖和同,含量在很大范圍內(nèi)變化,這與一二元相,,分析結(jié)果可知側(cè)的層狀反應相為白圖相吻合川二種條件下生成的均為立方晶,色基體為基體中灰色的塊狀反應相為結(jié)構(gòu),只是晶格常數(shù)稍有不同此外,用含量低一第期劉玉莉等用合金液相擴散連接陶瓷的合金接合時,界面生成了,而含量增高有待于進一步探討碼,。,時界面的硅化物變?yōu)樵撟兓脑蜻€表反應相的化學成分知

6、讓習叨因萬傭比護卯萬鄧一竺一一《‘。,名‘‘袱一祠州﹁明熱。工工一戴」姚禮灘協(xié)初加刀刀刀刀刀刀刀圖一叭界面的射線衍射圖,陰一,合金的含量對接頭強度的影響接合時間對接頭強度的影響。一圖是合金的含量對接頭剪切強度的影采用合金在的條件下對響,當含量小于時,強度值隨含量的增陶瓷進行擴散接合,探討了接合時間對接頭強度加而變大,在含量為時具有最大值進一的影響實驗結(jié)果如圖所示,在接合時間小于,接頭,,步增加含量到強度急速下降其的區(qū)域內(nèi)接頭的剪切強度從最初的,改變接對應值已接近于零在液相擴散接合的條件下于接合時間逐漸上升到接合合時間或溫度,接頭的剪切強度均具有相同的變時間大于后,接頭強度趨于穩(wěn)定值,不

7、隨時化規(guī)律剪切強度的這種變化與接頭的組織結(jié)構(gòu)間而變化其主要原,因是在小于的區(qū)域有關,含量小于時,盡管顆粒在,,碼內(nèi)擴散進行的不充分顆粒的生成量太少長中彌散分布,但由于所占的體積率比較小,脆性硅時間接合后,接頭的組織沒發(fā)生變化,化物的強度決定了接頭的強度當含量為從而使接頭強度保持穩(wěn)定時,呈小塊狀均勻分布,其體積率占接頭接合溫度對接頭強度的影響組織的以上,接頭的硬度也顯示出最大值圖為的接合時間下,接頭的剪切強度歲仙,即接合層自身強度的增加是促使與接