Si 3 N 4 与316L不锈钢的连接工艺研究
发布时间：2021-05-26 17:47
Si3N4作为一种具有耐高温,耐腐蚀,高强度等良好性能的结构材料,在航天,金属切削,电子等领域有着广泛的应用。但是由于其韧性低,加工困难,在工业应用时常常需要与金属连接起来组成复合装配体来使用。因此实现Si3N4与金属间的可靠连接具有有非常重要的实用意义。本文首先采用了常规（Ag Cu28）Ti3.6钎料对Si3N4与316L不锈钢进行了真空钎焊,研究表明接头的典型组织结构为:Si3N4/Ti N/Ti5Si3+Ag（s,s）+Cu（s,s）+Fe2Ti/316L。钎焊温度和保温时间对接头组织和性能有很大的影响,随着温度的升高或者保温时间的延长,钎焊接头中钎缝与母材间的反应层会逐渐增厚,并且陶瓷侧由于热膨胀系数的差异导致焊后陶瓷近缝处逐渐出现裂纹,接头的抗剪强度呈先增加后降低的趋势。当钎焊温度达890℃,保温10 min时,接头剪切强度最高,为84 MPa。由于Ti含量对钎缝两侧界面层影响较大,因此制备Ti含量分...
【文章来源】：江苏科技大学江苏省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景和研究意义
1.2 陶瓷与金属的连接研究现状
1.3 缓解钎焊过程中残余应力的研究现状
1.3.1 复合钎料法
1.3.2 添加缓冲层法
1.4 研究内容
第2章 试验材料与方法
2.1 实验用材料
2.1.1 钎焊母材选择
2.1.2 钎料的选择及制备
2.2 实验设备和方法
2.3 钎焊接头组织和性能表征
2.3.1 XRD分析
2.3.2 扫描电子显微镜分析
2.4 钎焊接头力学性能测试
第3章 AgCuTi钎料钎焊Si_3N_4/316L不锈钢接头的组织和性能研究
3.1 引言
3.2 (AgCu_(28))Ti_(3.6) 在母材表面的润湿性能分析
3.3 Si_3N_4/316L不锈钢接头的界面组织以及反应相力学行为
3.3.1 Si_3N_4/316L不锈钢接头的典型界面组织
3.3.2 Si_3N_4/316L不锈钢接头的反应相力学行为
3.4 不同工艺参数对Si_3N_4/316L不锈钢接头的组织及性能的影响
3.4.1 钎焊温度对于Si_3N_4/316L不锈钢的接头组织及性能影响
3.4.2 钎焊保温时间对Si_3N_4/316L不锈钢接头的组织及性能影响
3.4.3 Ti含量对Si_3N_4/316L不锈钢接头的组织及性能影响
3.5 Si_3N_4/316L不锈钢钎焊接头的连接机理研究
3.6 本章小结
第4章 复合钎料钎焊Si_3N_4 陶瓷/316L不锈钢接头组织及性能研究
4.1 引言
4.2 采用AgCuTi+BN复合钎料钎焊Si_3N_4/316L不锈钢的研究
4.2.1 Si_3N_4/316L不锈钢接头接头中添加增强相的选择
4.2.2 复合钎料钎焊Si_3N_4 陶瓷和316L不锈钢的典型界面结构
4.2.3 不同BN含量对Si_3N_4/316L不锈钢接头的组织及力学性能影响
4.2.4 优化Ti含量的复合钎料钎焊Si_3N_4/316L不锈钢的组织及性能
4.3 复合钎料钎焊接头强化机理及热力学分析
4.3.1 复合钎料强化接头机理分析
4.3.2 复合钎料原位生成热力学分析
4.4 本章小结
第5章 磁控溅射过渡层钎焊Si_3N_4/316L不锈钢组织及性能研究
5.1 引言
5.2 薄膜沉积工艺对薄膜厚度及粗糙度的影响
5.3 Ti-Nb-Mo金属化薄膜体系对钎焊Si_3N_4/316L不锈钢接头的组织及性能影响
5.3.1 Ti/Nb膜钎焊Si_3N_4/316L不锈钢的组织形貌
5.3.2 Ti/Mo膜钎焊Si_3N_4/316L不锈钢的接头组织形貌
5.3.3 Ti-Nb/Mo膜钎焊Si_3N_4/316L不锈钢的接头组织形貌
5.3.4 Ti-Nb-Mo金属化薄膜体系钎焊Si_3N_4/316L不锈钢的力学性能
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]颗粒增强金属基复合材料的强化机理研究现状[J]. 叶想平,李英雷,翁继东,蔡灵仓,刘仓理. 材料工程. 2018(12)
[2]陶瓷与金属异种材料连接技术研究现状[J]. 逯春阳,马志鹏,姜海成,张茗瑄,于海洋. 焊接. 2018(09)
[3]Si3N4陶瓷/304不锈钢钎焊接头残余应力数值模拟[J]. 王锡岭,马秋杰,许祥平. 焊接技术. 2018(08)
[4]纳米SiC增强镁基复合材料强化机理研究[J]. 李传鹏. 广东蚕业. 2018(06)
[5]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)
[6]添加泡沫镍中间层Al2O3/1Cr18Ni9Ti钎焊接头性能研究[J]. 张羽,朱颖,郭伟,齐丹,祁泽武. 热加工工艺. 2016(17)
[7]CNTs/Al5083复合材料力学性能及增强机制[J]. 李铮,蔡晓兰,周蕾,易峰,余明俊,张文忠,郭鲤. 材料工程. 2015(08)
[8]钎焊氮化硅陶瓷的Ag-Cu基钎料的研究进展[J]. 栗慧. 材料导报. 2014(S1)
[9]航空航天轻质高温结构材料的焊接技术研究进展[J]. 熊华平,毛建英,陈冰清,王群,吴世彪,李晓红. 材料工程. 2013(10)
[10]缓解陶瓷/金属连接接头残余热应力的方法研究进展[J]. 熊华平,吴世彪,陈波,毛唯. 焊接学报. 2013(09)
博士论文
[1]Ag-Cu-Ti+TiNp钎焊Si3N4陶瓷/Fe基合金接头的组织性能及连接机理研究[D]. 王天鹏.哈尔滨工业大学 2016
[2]SiO2-BN陶瓷与Invar合金钎焊中间层设计及界面结构形成机理[D]. 杨振文.哈尔滨工业大学 2013
[3]Ag-Cu-Ti基复合钎料钎焊氮化硅陶瓷的连接工艺和机理研究[D]. 贺艳明.哈尔滨工业大学 2012
硕士论文
[1]Al2O3陶瓷与奥氏体不锈钢真空钎焊接头抗裂性研究[D]. 吴立舟.南昌航空大学 2017
[2]SiO2-BN陶瓷与Nb钎焊接头形成机理及力学性能[D]. 仇奇文.天津大学 2017
[3]Al2O3陶瓷与TiAl合金真空活性钎焊工艺与机理研究[D]. 牛国宾.天津大学 2017
[4]Si3N4陶瓷与Invar合金钎焊工艺及机理研究[D]. 徐玉.哈尔滨工业大学 2014
[5]2Si-B-3C-N陶瓷与Nb的钎焊工艺及机理研究[D]. 沈彦旭.哈尔滨工业大学 2014
[6]TiN颗粒增强银基复合钎料钎焊CBN磨粒的研究[D]. 陈珍珍.南京航空航天大学 2009
本文编号：3206792
【文章来源】：江苏科技大学江苏省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景和研究意义
1.2 陶瓷与金属的连接研究现状
1.3 缓解钎焊过程中残余应力的研究现状
1.3.1 复合钎料法
1.3.2 添加缓冲层法
1.4 研究内容
第2章 试验材料与方法
2.1 实验用材料
2.1.1 钎焊母材选择
2.1.2 钎料的选择及制备
2.2 实验设备和方法
2.3 钎焊接头组织和性能表征
2.3.1 XRD分析
2.3.2 扫描电子显微镜分析
2.4 钎焊接头力学性能测试
第3章 AgCuTi钎料钎焊Si_3N_4/316L不锈钢接头的组织和性能研究
3.1 引言
3.2 (AgCu_(28))Ti_(3.6) 在母材表面的润湿性能分析
3.3 Si_3N_4/316L不锈钢接头的界面组织以及反应相力学行为
3.3.1 Si_3N_4/316L不锈钢接头的典型界面组织
3.3.2 Si_3N_4/316L不锈钢接头的反应相力学行为
3.4 不同工艺参数对Si_3N_4/316L不锈钢接头的组织及性能的影响
3.4.1 钎焊温度对于Si_3N_4/316L不锈钢的接头组织及性能影响
3.4.2 钎焊保温时间对Si_3N_4/316L不锈钢接头的组织及性能影响
3.4.3 Ti含量对Si_3N_4/316L不锈钢接头的组织及性能影响
3.5 Si_3N_4/316L不锈钢钎焊接头的连接机理研究
3.6 本章小结
第4章 复合钎料钎焊Si_3N_4 陶瓷/316L不锈钢接头组织及性能研究
4.1 引言
4.2 采用AgCuTi+BN复合钎料钎焊Si_3N_4/316L不锈钢的研究
4.2.1 Si_3N_4/316L不锈钢接头接头中添加增强相的选择
4.2.2 复合钎料钎焊Si_3N_4 陶瓷和316L不锈钢的典型界面结构
4.2.3 不同BN含量对Si_3N_4/316L不锈钢接头的组织及力学性能影响
4.2.4 优化Ti含量的复合钎料钎焊Si_3N_4/316L不锈钢的组织及性能
4.3 复合钎料钎焊接头强化机理及热力学分析
4.3.1 复合钎料强化接头机理分析
4.3.2 复合钎料原位生成热力学分析
4.4 本章小结
第5章 磁控溅射过渡层钎焊Si_3N_4/316L不锈钢组织及性能研究
5.1 引言
5.2 薄膜沉积工艺对薄膜厚度及粗糙度的影响
5.3 Ti-Nb-Mo金属化薄膜体系对钎焊Si_3N_4/316L不锈钢接头的组织及性能影响
5.3.1 Ti/Nb膜钎焊Si_3N_4/316L不锈钢的组织形貌
5.3.2 Ti/Mo膜钎焊Si_3N_4/316L不锈钢的接头组织形貌
5.3.3 Ti-Nb/Mo膜钎焊Si_3N_4/316L不锈钢的接头组织形貌
5.3.4 Ti-Nb-Mo金属化薄膜体系钎焊Si_3N_4/316L不锈钢的力学性能
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]颗粒增强金属基复合材料的强化机理研究现状[J]. 叶想平,李英雷,翁继东,蔡灵仓,刘仓理. 材料工程. 2018(12)
[2]陶瓷与金属异种材料连接技术研究现状[J]. 逯春阳,马志鹏,姜海成,张茗瑄,于海洋. 焊接. 2018(09)
[3]Si3N4陶瓷/304不锈钢钎焊接头残余应力数值模拟[J]. 王锡岭,马秋杰,许祥平. 焊接技术. 2018(08)
[4]纳米SiC增强镁基复合材料强化机理研究[J]. 李传鹏. 广东蚕业. 2018(06)
[5]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)
[6]添加泡沫镍中间层Al2O3/1Cr18Ni9Ti钎焊接头性能研究[J]. 张羽,朱颖,郭伟,齐丹,祁泽武. 热加工工艺. 2016(17)
[7]CNTs/Al5083复合材料力学性能及增强机制[J]. 李铮,蔡晓兰,周蕾,易峰,余明俊,张文忠,郭鲤. 材料工程. 2015(08)
[8]钎焊氮化硅陶瓷的Ag-Cu基钎料的研究进展[J]. 栗慧. 材料导报. 2014(S1)
[9]航空航天轻质高温结构材料的焊接技术研究进展[J]. 熊华平,毛建英,陈冰清,王群,吴世彪,李晓红. 材料工程. 2013(10)
[10]缓解陶瓷/金属连接接头残余热应力的方法研究进展[J]. 熊华平,吴世彪,陈波,毛唯. 焊接学报. 2013(09)
博士论文
[1]Ag-Cu-Ti+TiNp钎焊Si3N4陶瓷/Fe基合金接头的组织性能及连接机理研究[D]. 王天鹏.哈尔滨工业大学 2016
[2]SiO2-BN陶瓷与Invar合金钎焊中间层设计及界面结构形成机理[D]. 杨振文.哈尔滨工业大学 2013
[3]Ag-Cu-Ti基复合钎料钎焊氮化硅陶瓷的连接工艺和机理研究[D]. 贺艳明.哈尔滨工业大学 2012
硕士论文
[1]Al2O3陶瓷与奥氏体不锈钢真空钎焊接头抗裂性研究[D]. 吴立舟.南昌航空大学 2017
[2]SiO2-BN陶瓷与Nb钎焊接头形成机理及力学性能[D]. 仇奇文.天津大学 2017
[3]Al2O3陶瓷与TiAl合金真空活性钎焊工艺与机理研究[D]. 牛国宾.天津大学 2017
[4]Si3N4陶瓷与Invar合金钎焊工艺及机理研究[D]. 徐玉.哈尔滨工业大学 2014
[5]2Si-B-3C-N陶瓷与Nb的钎焊工艺及机理研究[D]. 沈彦旭.哈尔滨工业大学 2014
[6]TiN颗粒增强银基复合钎料钎焊CBN磨粒的研究[D]. 陈珍珍.南京航空航天大学 2009
本文编号：3206792
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