紫铜微通道热交换器扩散连接制造工艺研究
发布时间：2021-11-17 14:59
微通道热交换器作为具有精密微细通道散热结构的封闭式高效散热装置,是国防工业领域高热负载荷设备散热系统中的关键组成部件之一。传统焊接技术难以制造出焊接界面多、形状复杂的封闭式中空结构零件,而采用扩散连接能够有效地突破上述制造技术瓶颈。扩散连接工艺是实现微通道热交换器制造的关键技术,需要在保证焊合质量的前提下精确控制内部微细通道变形。然而目前国内对于微细通道在扩散连接工艺中同时保证焊合率和变形控制的研究较少,为此,本文以T2紫铜微通道热交换器为研究对象,对其扩散连接制造工艺进行深入系统的研究。本文的主要研究内容和结论如下:（1）以温度780℃、压力5.5MPa和保压时间90min下的焊接质量为参考,采用单一变量原则进行T2紫铜扩散连接试验研究,当温度从720℃增加到780℃,焊合率增长20.66%,变形量增加0.09mm;当压力从5.5MPa增加到8.5MPa,焊合率增长28.29%,变形量增加0.175mm;当保压时间从60min增加到150min,焊合率增长18.27%,变形量增加0.099mm;其中压力对焊合率和变形量的影响最明显。（2）通过保持连接温度和压力恒定,以等梯度增加保压时...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
微通道热交换器的应用领域自从美国学者Tuckerman和Pease在1981年提出微通道的概念以来[6]
图 1.2 扩散的四种机制金属中，空位机制是金属内部原子发生扩散的主的原子克服节点之间的势能 Q 从初始节点位置扩料内部原子发生这种扩散迁移的概率还要视内部5 年对金属原子的扩散定律进行了研究：速度是按照单位时间内，通过单位面积界面的物质于界面方向的单位浓度 dc/dx 有关，并且与扩散dcp Ddx 物质发生扩散的方向是浓度梯度迁移的反方向。含扩散物质的数量。菲克第一定律适用于扩散流的扩散连接试验表明，扩散连接内部物质扩散都的关系，这时需要采用菲克第二定律来进行研究2dc d c
图 1.3 扩散连接接头形成的三个阶段界面两侧材料形成牢固可靠连接接头的首要条件是界面原子达到原子间相接表面在微观上是凸凹不平的，在扩散连接的初始阶段，焊接件在上下扩形成局部点接触，同时在界面处形成孔洞，这些空洞消失过程主要由塑形/积扩散机制导致的[20-22]。变形机制与其他孔洞消失机制相比，在扩散连接过程的初始阶段便产生作两侧材料在焊接界面处产生的初始界面状态条件对后续连接界面的结合过材料经过前期的塑性变形机制作用后，粘塑性变形机制便开始产生作用，合作用下，金属材料内部会发生晶格位错的滑移运动。通常来讲，对于不的扩散连接，塑性变形机制对实现界面达到紧密接触状态所起的作用不大等较软材料时，才能凸显出塑性变形机制的作用。扩散途径有界面扩散和体积扩散两种。界面扩散是指已经达到紧密接触状“涌出”扩散原子流，这些原子流在通过连接界面扩散到孔洞端面。空位质，不同位置间化学位差的不同驱使空位发生扩散，而原子扩散的方向与
【参考文献】：
期刊论文
[1]航空航天冷却微通道制造技术及应用[J]. 邓大祥,陈小龙,谢炎林,黄青松. 航空制造技术. 2017(Z2)
[2]微通道冷板的加工工艺及散热性能研究[J]. 王猛,刘卫刚,赵冬竹. 电子机械工程. 2017(05)
[3]基于改进的BP-NSGAⅡ算法的注塑工艺参数优化[J]. 曹志勇,幸俊龙,夏巨谌,王新云. 锻压技术. 2016(11)
[4]钛/铜/不锈钢脉冲加压扩散连接接头组织及力学性能研究[J]. 王敬,王勇. 热加工工艺. 2016(19)
[5]高熵合金（CoCrFeMnNi）/铜真空扩散连接的界面行为及接头性能研究[J]. 刘玉林,罗永春,赵丹,张国庆,康龙. 机械工程学报. 2017(02)
[6]微通道换热器的研究及应用现状[J]. 葛洋,姜未汀. 化工进展. 2016(S1)
[7]新型扩散焊紧凑式换热器[J]. 陈永东,于改革,吴晓红. 压力容器. 2016(05)
[8]微通道冷板低温钎焊技术研究[J]. 尹恩怀,安占军,李超. 科技视界. 2016(12)
[9]3D打印成型微通道冷板[J]. 尹恩怀,安占军,李超. 科技视界. 2016(11)
[10]材料扩散连接技术的发展及其应用[J]. 魏成富,张兵,唐杰,邢丕峰,杨蒙生,张林. 材料导报. 2015(S2)
硕士论文
[1]Ti-Al合金扩散连接工艺及机理研究[D]. 包潘飞.哈尔滨工业大学 2017
[2]基于扩散连接法的钛合金波纹管制造工艺研究[D]. 蔡春林.南京航空航天大学 2017
[3]宽弦空心风扇叶片超塑成形/扩散连接工艺研究[D]. 吴心晨.南京航空航天大学 2015
[4]表面纳米化铜低温扩散焊接机理研究[D]. 裴广玉.上海工程技术大学 2015
[5]基于微通道结构的间接液冷散热技术研究[D]. 于惠.哈尔滨工业大学 2013
[6]有源相控阵天线微通道冷却技术研究[D]. 宋正梅.西安电子科技大学 2013
[7]钛合金舵体超塑成形/扩散连接工艺研究[D]. 王大刚.南京航空航天大学 2013
[8]大尺寸无氧铜软导体分子扩散焊原理及工艺研究[D]. 焦雅丽.江苏科技大学 2012
[9]复杂多孔结构扩散焊接工艺研究[D]. 薛晓波.南京航空航天大学 2012
[10]TC4钛合金与LY12铝合金的扩散焊接研究[D]. 曾浩.武汉理工大学 2010
本文编号：3501153
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
微通道热交换器的应用领域自从美国学者Tuckerman和Pease在1981年提出微通道的概念以来[6]
图 1.2 扩散的四种机制金属中，空位机制是金属内部原子发生扩散的主的原子克服节点之间的势能 Q 从初始节点位置扩料内部原子发生这种扩散迁移的概率还要视内部5 年对金属原子的扩散定律进行了研究：速度是按照单位时间内，通过单位面积界面的物质于界面方向的单位浓度 dc/dx 有关，并且与扩散dcp Ddx 物质发生扩散的方向是浓度梯度迁移的反方向。含扩散物质的数量。菲克第一定律适用于扩散流的扩散连接试验表明，扩散连接内部物质扩散都的关系，这时需要采用菲克第二定律来进行研究2dc d c
图 1.3 扩散连接接头形成的三个阶段界面两侧材料形成牢固可靠连接接头的首要条件是界面原子达到原子间相接表面在微观上是凸凹不平的，在扩散连接的初始阶段，焊接件在上下扩形成局部点接触，同时在界面处形成孔洞，这些空洞消失过程主要由塑形/积扩散机制导致的[20-22]。变形机制与其他孔洞消失机制相比，在扩散连接过程的初始阶段便产生作两侧材料在焊接界面处产生的初始界面状态条件对后续连接界面的结合过材料经过前期的塑性变形机制作用后，粘塑性变形机制便开始产生作用，合作用下，金属材料内部会发生晶格位错的滑移运动。通常来讲，对于不的扩散连接，塑性变形机制对实现界面达到紧密接触状态所起的作用不大等较软材料时，才能凸显出塑性变形机制的作用。扩散途径有界面扩散和体积扩散两种。界面扩散是指已经达到紧密接触状“涌出”扩散原子流，这些原子流在通过连接界面扩散到孔洞端面。空位质，不同位置间化学位差的不同驱使空位发生扩散，而原子扩散的方向与
【参考文献】：
期刊论文
[1]航空航天冷却微通道制造技术及应用[J]. 邓大祥,陈小龙,谢炎林,黄青松. 航空制造技术. 2017(Z2)
[2]微通道冷板的加工工艺及散热性能研究[J]. 王猛,刘卫刚,赵冬竹. 电子机械工程. 2017(05)
[3]基于改进的BP-NSGAⅡ算法的注塑工艺参数优化[J]. 曹志勇,幸俊龙,夏巨谌,王新云. 锻压技术. 2016(11)
[4]钛/铜/不锈钢脉冲加压扩散连接接头组织及力学性能研究[J]. 王敬,王勇. 热加工工艺. 2016(19)
[5]高熵合金（CoCrFeMnNi）/铜真空扩散连接的界面行为及接头性能研究[J]. 刘玉林,罗永春,赵丹,张国庆,康龙. 机械工程学报. 2017(02)
[6]微通道换热器的研究及应用现状[J]. 葛洋,姜未汀. 化工进展. 2016(S1)
[7]新型扩散焊紧凑式换热器[J]. 陈永东,于改革,吴晓红. 压力容器. 2016(05)
[8]微通道冷板低温钎焊技术研究[J]. 尹恩怀,安占军,李超. 科技视界. 2016(12)
[9]3D打印成型微通道冷板[J]. 尹恩怀,安占军,李超. 科技视界. 2016(11)
[10]材料扩散连接技术的发展及其应用[J]. 魏成富,张兵,唐杰,邢丕峰,杨蒙生,张林. 材料导报. 2015(S2)
硕士论文
[1]Ti-Al合金扩散连接工艺及机理研究[D]. 包潘飞.哈尔滨工业大学 2017
[2]基于扩散连接法的钛合金波纹管制造工艺研究[D]. 蔡春林.南京航空航天大学 2017
[3]宽弦空心风扇叶片超塑成形/扩散连接工艺研究[D]. 吴心晨.南京航空航天大学 2015
[4]表面纳米化铜低温扩散焊接机理研究[D]. 裴广玉.上海工程技术大学 2015
[5]基于微通道结构的间接液冷散热技术研究[D]. 于惠.哈尔滨工业大学 2013
[6]有源相控阵天线微通道冷却技术研究[D]. 宋正梅.西安电子科技大学 2013
[7]钛合金舵体超塑成形/扩散连接工艺研究[D]. 王大刚.南京航空航天大学 2013
[8]大尺寸无氧铜软导体分子扩散焊原理及工艺研究[D]. 焦雅丽.江苏科技大学 2012
[9]复杂多孔结构扩散焊接工艺研究[D]. 薛晓波.南京航空航天大学 2012
[10]TC4钛合金与LY12铝合金的扩散焊接研究[D]. 曾浩.武汉理工大学 2010
本文编号：3501153
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