SiO 2f /SiO 2 复合材料表面改性及其与铌的钎焊机理研究
发布时间：2024-06-06 04:47
SiO2f/SiO2复合材料凭借其质轻、低的介电常数、良好的透波性和机械性能成为航天关键部件-天线罩的优选材料。在天线罩制造和使用过程中,罩体复合材料需要通过一个金属连接环来实现与基体部件的连接。金属Nb凭借其高比强度、低密度及良好耐腐蚀性等优异性能而成为连接环的优选原料。因此实现SiO2f/SiO2复合材料与Nb高质量、可靠连接具有重要的科学与实际应用意义。然而,在SiO2f/SiO2复合材料与Nb的钎焊连接过程存在以下两大难题:SiO2f/SiO2复合材料表面润湿性差以及焊后接头残余应力高。基于此,本课题首先重点研究活性钎料在SiO2f/SiO2复合材料表面难润湿机理,创新性的提出一种表面选择性腐蚀辅助钎焊连接复合材料与金属的新方法,调控SiO2f/SiO2复合材料表面结构,改善复合材料表面润湿性。通过理论和实验相结合的方...
【文章页数】：143 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及意义
1.2 SiO2f/SiO2 复合材料与金属Nb的连接性分析
1.2.1 SiO2f/SiO2复合材料的特点
1.2.2 SiO2f/SiO2复合材料与金属Nb连接中存在的问题
1.3 SiO2f/SiO2复合材料钎焊连接现状
1.4 陶瓷材料润湿性的研究现状
1.5 陶瓷材料与金属钎焊接头残余应力的控制方法
1.5.1 复合钎料的设计
1.5.2 中间层设计
1.5.3 母材表面形貌的设计
1.6 课题主要研究内容
第2章 实验材料、设备及方法
2.1 实验材料
2.1.1 钎焊母材
2.1.2 中间层材料
2.2 实验设备
2.2.1 润湿实验设备
2.2.2 钎焊实验设备
2.3 实验过程
2.3.1 表面腐蚀处理
2.3.2 润湿实验
2.3.3 钎焊实验
2.4 微观分析及性能测试
2.4.1 扫描电子显微镜(SEM)分析
2.4.2 X-射线衍射(XRD)图谱分析
2.4.3 透射电子显微镜(TEM)分析
2.4.4 力学性能测试
第3章 SiO2f/SiO2复合材料润湿性研究
3.1 引言
3.2 SiO2f/SiO2复合材料润湿性研究
3.2.1 组成物质成分分析
3.2.2 组成物质润湿性分析
3.3 组成物质润湿界面
3.3.1 AgCuTi-晶态SiO2体系典型润湿界面分析
3.3.2 AgCuTi-非晶态SiO2体系典型润湿界面分析
3.4 组成物质润湿机理研究
3.4.1 AgCuTi-晶态SiO2体系润湿机理研究
3.4.2 AgCuTi-非晶态SiO2体系润湿机理研究
3.5 本章小结
第4章 SiO2f/SiO2复合材料表面结构调控及其辅助钎焊研究
4.1 引言
4.2 腐蚀处理对SiO2f/SiO2 复合材料表面结构的影响
4.2.1 腐蚀处理对SiO2f/SiO2 复合材料表面结构的影响
4.2.2 SiO2f/SiO2 复合材料表面结构对润湿性的影响
4.2.3 结构优化辅助研究E-SiO2f/SiO2 体系润湿改善机理
4.3 腐蚀处理对SiO2f/SiO2-SiO2f/SiO2 钎焊接头组织及性能影响
4.3.1 腐蚀处理对SiO2f/SiO2-SiO2f/SiO2 钎焊接头组织的影响
4.3.2 腐蚀处理对SiO2f/SiO2-SiO2f/SiO2 钎焊接头力学性能的影响
4.4 腐蚀处理对E-SiO2f/SiO2-E-SiO2f/SiO2 钎焊接头残余应力的影响规律
4.4.1 E-SiO2f/SiO2-E-SiO2f/SiO2 钎焊接头体系模型的建立
4.4.2 腐蚀处理对钎焊接头残余应力的影响规律
4.5 本章小结
第5章 SiO2f/SiO2-Nb连接接头界面结构及应力分析
5.1 引言
5.2 表面腐蚀处理对SiO2f/SiO2-Nb钎焊接头组织性能的影响
5.2.1 典型的SiO2f/SiO2-Nb接头界面组织对比分析
5.2.2 表面腐蚀处理对SiO2f/SiO2-Nb接头力学性能影响
5.3 模拟计算腐蚀处理对SiO2f/SiO2-Nb接头残余应力的影响
5.3.1 SiO2f/SiO2-Nb接头模拟件物性参数计算及模型建立、网格划分
5.3.2 SiO2f/SiO2-Nb接头模拟件残余应力分析
5.4 SiO2f/SiO2-Nb体系接头结构与残余应力的相互作用关系
5.4.1 SiO2f/SiO2-Nb钎焊接头体系模型的建立
5.4.2 复合材料表面结构对SiO2f/SiO2-Nb接头残余应力的影响规律
5.5 实验研究SiO2f/SiO2-Nb体系接头结构与力学性能的关系
5.6 本章小结
第6章 3D-SiO2f中间层强化SiO2f/SiO2-Nb接头力学性能研究
6.1 引言
6.2 AgCuTi活性钎料在3D-SiO2f表面润湿性的研究
6.3 工艺参数对钎焊接头微观组织及性能的影响
6.3.1 典型的界面组织分析
6.3.2 3D-SiO2f中间层对接头力学性能的影响
6.3.3 钎焊温度对接头微观组织及力学性能的影响
6.3.4 保温时间对接头微观组织及力学性能的影响
6.4 3D-SiO2f中间层对E-SiO2f/SiO2-Nb接头微观组织及性能影响
6.5 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历
本文编号：3990327
【文章页数】：143 页
【学位级别】：博士
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摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及意义
1.2 SiO2f/SiO2 复合材料与金属Nb的连接性分析
1.2.1 SiO2f/SiO2复合材料的特点
1.2.2 SiO2f/SiO2复合材料与金属Nb连接中存在的问题
1.3 SiO2f/SiO2复合材料钎焊连接现状
1.4 陶瓷材料润湿性的研究现状
1.5 陶瓷材料与金属钎焊接头残余应力的控制方法
1.5.1 复合钎料的设计
1.5.2 中间层设计
1.5.3 母材表面形貌的设计
1.6 课题主要研究内容
第2章 实验材料、设备及方法
2.1 实验材料
2.1.1 钎焊母材
2.1.2 中间层材料
2.2 实验设备
2.2.1 润湿实验设备
2.2.2 钎焊实验设备
2.3 实验过程
2.3.1 表面腐蚀处理
2.3.2 润湿实验
2.3.3 钎焊实验
2.4 微观分析及性能测试
2.4.1 扫描电子显微镜(SEM)分析
2.4.2 X-射线衍射(XRD)图谱分析
2.4.3 透射电子显微镜(TEM)分析
2.4.4 力学性能测试
第3章 SiO2f/SiO2复合材料润湿性研究
3.1 引言
3.2 SiO2f/SiO2复合材料润湿性研究
3.2.1 组成物质成分分析
3.2.2 组成物质润湿性分析
3.3 组成物质润湿界面
3.3.1 AgCuTi-晶态SiO2体系典型润湿界面分析
3.3.2 AgCuTi-非晶态SiO2体系典型润湿界面分析
3.4 组成物质润湿机理研究
3.4.1 AgCuTi-晶态SiO2体系润湿机理研究
3.4.2 AgCuTi-非晶态SiO2体系润湿机理研究
3.5 本章小结
第4章 SiO2f/SiO2复合材料表面结构调控及其辅助钎焊研究
4.1 引言
4.2 腐蚀处理对SiO2f/SiO2 复合材料表面结构的影响
4.2.1 腐蚀处理对SiO2f/SiO2 复合材料表面结构的影响
4.2.2 SiO2f/SiO2 复合材料表面结构对润湿性的影响
4.2.3 结构优化辅助研究E-SiO2f/SiO2 体系润湿改善机理
4.3 腐蚀处理对SiO2f/SiO2-SiO2f/SiO2 钎焊接头组织及性能影响
4.3.1 腐蚀处理对SiO2f/SiO2-SiO2f/SiO2 钎焊接头组织的影响
4.3.2 腐蚀处理对SiO2f/SiO2-SiO2f/SiO2 钎焊接头力学性能的影响
4.4 腐蚀处理对E-SiO2f/SiO2-E-SiO2f/SiO2 钎焊接头残余应力的影响规律
4.4.1 E-SiO2f/SiO2-E-SiO2f/SiO2 钎焊接头体系模型的建立
4.4.2 腐蚀处理对钎焊接头残余应力的影响规律
4.5 本章小结
第5章 SiO2f/SiO2-Nb连接接头界面结构及应力分析
5.1 引言
5.2 表面腐蚀处理对SiO2f/SiO2-Nb钎焊接头组织性能的影响
5.2.1 典型的SiO2f/SiO2-Nb接头界面组织对比分析
5.2.2 表面腐蚀处理对SiO2f/SiO2-Nb接头力学性能影响
5.3 模拟计算腐蚀处理对SiO2f/SiO2-Nb接头残余应力的影响
5.3.1 SiO2f/SiO2-Nb接头模拟件物性参数计算及模型建立、网格划分
5.3.2 SiO2f/SiO2-Nb接头模拟件残余应力分析
5.4 SiO2f/SiO2-Nb体系接头结构与残余应力的相互作用关系
5.4.1 SiO2f/SiO2-Nb钎焊接头体系模型的建立
5.4.2 复合材料表面结构对SiO2f/SiO2-Nb接头残余应力的影响规律
5.5 实验研究SiO2f/SiO2-Nb体系接头结构与力学性能的关系
5.6 本章小结
第6章 3D-SiO2f中间层强化SiO2f/SiO2-Nb接头力学性能研究
6.1 引言
6.2 AgCuTi活性钎料在3D-SiO2f表面润湿性的研究
6.3 工艺参数对钎焊接头微观组织及性能的影响
6.3.1 典型的界面组织分析
6.3.2 3D-SiO2f中间层对接头力学性能的影响
6.3.3 钎焊温度对接头微观组织及力学性能的影响
6.3.4 保温时间对接头微观组织及力学性能的影响
6.4 3D-SiO2f中间层对E-SiO2f/SiO2-Nb接头微观组织及性能影响
6.5 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历
本文编号：3990327
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