碳基网络复合中间层辅助钎焊C/C复合材料与Nb机理研究

发布时间：2022-12-10 22:42

　　C/C复合材料具有密度低、耐烧蚀、高温性能好等优异特性,是航天发动机喷管的优选材料。在实际工程应用中,通常需要将C/C复合材料与Nb金属过渡环连接形成复合构件来使用。钎焊作为一种简易、高效的工业化连接技术被广泛应用于复合材料与金属的连接。然而,由于C/C复合材料与Nb的线膨胀系数差异较大,在二者的钎焊接头中往往存在高残余应力,严重削弱接头的力学性能。基于此,本文提出一种采用碳基网络复合中间层提高C/C复合材料与Nb钎焊连接质量的方法,借助复合中间层的三维网络结构优势,解决钎缝中高含量中间层或增强相材料易偏聚的难题,有效缓解接头的残余应力,提高接头的连接质量。本文采用理论与实验相结合的方式,解明了复合中间层表面钎料的润湿机理,揭示了接头界面组织、残余应力及力学性能三者间的关系,完成了钎焊工艺参数优化及复合中间层的整体结构优化,阐明了接头的钎焊机理,实现了C/C复合材料与Nb的高质量连接。设计制备了新型的石墨烯网络复合中间层,研究了Ag-Cu-Ti钎料在石墨烯网络复合中间层表面的润湿机理。采用化学气相沉积法在泡沫Cu表面原位生长石墨烯,制得了高质量的石墨烯网络复合中间层（G-Cu_... 

【文章页数】：176 页

【学位级别】：博士

【图文】：

固体火箭发动机喷管的实物图[6]

C/C-Nb钎焊接头的界面组织结构[24]

Ni-14Cr-10P-xTi钎焊C/C复合材料接头的界面组织结构及XRD谱线[26]

【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨烯包覆泡沫铜复合中间层钎焊碳/碳复合材料与铌的工艺与性能[J]. 王泽宇,霸金,亓钧雷,冯吉才.  焊接学报. 2018(10)
[2]Design and preparation of gradient graphite/cermets self-lubricating composites[J]. Liming Zhou,Ji Xiong,Zhixing Guo,Junliu Ye.  Journal of Materials Science ＆ Technology. 2018(08)
[3]纳米材料增强复合钎料的研究进展[J]. 王泽宇,霸金,马蔷,亓钧雷,曹健,冯吉才.  精密成形工程. 2018(01)
[4]蓝宝石/4J33合金钎焊接头残余应力的数值模拟分析[J]. 杜金松,颜家振,曹建国,杨德勇,辛成来.  焊接学报. 2017(08)
[5]熔融6061/4043铝合金在TC4钛合金表面的反应润湿[J]. 靳鹏,隋然,李富祥,俞伟元,林巧力.  金属学报. 2017(04)
[6]工程陶瓷连接力学性能提升研究进展[J]. 何鹏,冯青华,林铁松,Sekulic P Dusan.  中国材料进展. 2017(02)
[7]泡沫铜压缩屈服强度有限元计算方法[J]. 李宇,沈伟,赵鹏,浦玉萍.  粉末冶金技术. 2017(01)
[8]基于六面体模型的开孔泡沫金属强化传热机理[J]. 史燕华,周帼彦,黄媛媛,涂善东.  化学工程. 2016(11)
[9]石墨烯增强金属基复合材料的研究进展[J]. 李勇,赵亚茹,李焕,周雅婷.  材料导报. 2016(11)
[10]泡沫金属结构内流体流动与传热性能数值模拟[J]. 黄媛媛,周帼彦,王俊涛,肖敬美,王正东,涂善东.  化学工程. 2015(09)

博士论文
[1]ZrC-SiC陶瓷与TC4钛合金钎焊工艺及机理研究[D]. 石俊秒.哈尔滨工业大学 2018
[2]C/SiC及C/C复合材料与Nb的反应钎焊工艺及机理研究[D]. 田晓羽.哈尔滨工业大学 2018
[3]聚多巴胺纳米结构组装的研究及其应用探索[D]. 熊书强.东华大学 2018
[4]Ti-Co-Nb钎料设计与Cf/SiC-Nb钎焊连接机理[D]. 章强.哈尔滨工业大学 2017
[5]Zr55Cu30Al10Ni5非晶熔体与金属及陶瓷的润湿性和界面特征[D]. 郑小红.吉林大学 2010
[6]C/C复合材料与TC4钎焊接头组织及性能研究[D]. 秦优琼.哈尔滨工业大学 2007

硕士论文
[1]石墨烯-泡沫铜中间层的制备及其钎焊机理研究[D]. 张天琪.哈尔滨工业大学 2015
[2]垂直生长石墨烯的制备及其超级电容器性能研究[D]. 张夫.哈尔滨工业大学 2014
[3]BN/SiO2与Nb的钎焊连接工艺及机理研究[D]. 焦涛.哈尔滨工业大学 2013
[4]C/C复合材料与Nb钎焊工艺及机理研究[D]. 徐李刚.哈尔滨工业大学 2013
[5]TiC体性质、表面性质以及Al/TiC界面性质的第一原理研究[D]. 房立红.山东大学 2011



本文编号：3717653