TC4/SiC钎焊用非晶钎料及接头组织与性能研究
发布时间：2021-10-31 11:54
SiC陶瓷材料具有抗氧化、高温性能好、耐磨性能好等特性,TC4钛合金拥有比强度高、韧性高等特性,将两者进行连接,一方面能够实现良好的耐高温性能,另一方面可以制造出结构复杂的机械组件。但SiC陶瓷与TC4钛合金在化学成分、物理性能等方面存在较大差异,因此实现两者的连接具有较大难度。将二者进行钎焊连接采用的钎料大部分是银系合金,含有50 wt.%以上的贵金属银,使用钛基非晶钎料替代银基钎料能够降低成本,本课题设计并制备了两大类钛基非晶钎料,大幅降低了成本。采用制备的非晶钎料成功实现了SiC陶瓷与TC4钛合金的钎焊,钎焊接头分别为TC4/B-Ti0.46-Six/SiC和TC4/B-Ti0.55-Six/SiC（x=0%,0.5%,1%,2%）钎焊接头。对钎料的结构、成分、形貌、热力学特性和润湿性能进行表征与测试。并对钎焊接头进行表征测试,揭示钎焊界面形成机理和添加Si的影响。本课题制备了(Ti0.46Cu0.14Zr0.27Ni...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
接头界面组织的背散射照片
图 1-3 接头界面形成机理示意图[30]Figure 1-3 Schematic diagram of interfacial forming mechanism[30]JinHui Xiong[30]等人通过制备（72Ag-28Cu）-6Ti 银基钎料来进行 Cf/SiC 陶瓷与 TC4 钛合金的钎焊实验。通过对接头进行 XRD 与 EDS 综合分析，判断钎焊接头的组织与成分。随后建立模型，解释钎焊反应机理，机理见图 1-3。活性元素 Cu、Ti 会与 SiC、TC4 发生反应，最终由 Cf/SiC 至 TC4 组织依次为 Cf/SiCcomposite→Ti3SiC2+TiC→Ti2Cu+Ti5Si3→Ag+Ti-Cu→Ti3Cu4→TiCu→Ti2Cu→Ti2Cu+Ti/TC4。图 1-4 Cf/SiC/TC4 接头界面形成机理示意图[31][31]
图 1-3 接头界面形成机理示意图[30]Figure 1-3 Schematic diagram of interfacial forming mechanism[30]JinHui Xiong[30]等人通过制备（72Ag-28Cu）-6Ti 银基钎料来进行 Cf/SiC 陶瓷与 TC4 钛合金的钎焊实验。通过对接头进行 XRD 与 EDS 综合分析，判断钎焊接头的组织与成分。随后建立模型，解释钎焊反应机理，机理见图 1-3。活性元素 Cu、Ti 会与 SiC、TC4 发生反应，最终由 Cf/SiC 至 TC4 组织依次为 Cf/SiCcomposite→Ti3SiC2+TiC→Ti2Cu+Ti5Si3→Ag+Ti-Cu→Ti3Cu4→TiCu→Ti2Cu→Ti2Cu+Ti/TC4。
【参考文献】：
期刊论文
[1]碳化硅纳米材料制备方法研究进展[J]. 郝斌. 化工新型材料. 2015(08)
[2]钛合金连接异种材料新技术的研究应用[J]. 许天才,彭晓东,姜军伟,陈洁,易泓宇. 稀有金属. 2014(04)
[3]纳米Al2O3-40%TiO2复相陶瓷颗粒增强镍基合金复合涂层的摩擦学性能（英文）[J]. 何龙,谭业发,谭华,周春华,高立. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2013(09)
[4]非晶钎料钎焊接头形成过程研究(英文)[J]. 俞伟元,路文江,夏天东. 稀有金属材料与工程. 2013(04)
[5]碳化硅电力电子器件在电力系统的应用展望[J]. 盛况,郭清,张军明,钱照明. 中国电机工程学报. 2012(30)
[6]TC4钛合金加工图及其在板材轧制工艺分析中的应用[J]. 方刚,邹建荣,卢亚锋,戚运莲. 清华大学学报(自然科学版). 2012(07)
[7]含硼Cu-P基非晶钎料钎焊紫铜接头的连接强度及微观组织[J]. 邹家生,李华其,王超. 江苏科技大学学报(自然科学版). 2012(01)
[8]重结晶碳化硅烧成中碳化硅的分解现象、热力学条件及对蒸发凝聚的影响[J]. 孙洪鸣,赵亚滨,李娅洁,何新涛,王立华,郝岩. 中国陶瓷工业. 2012(01)
[9]Ag和Fe元素添加对Cu-Zr-Al系非晶形成能力和力学性能的影响[J]. 赵燕春,寇生中,刘广桥,丁雨田,李春燕,袁子洲,索红莉. 中国有色金属学报. 2011(05)
[10]TC4钛合金等温锻造过程的数值模拟和实验研究[J]. 吴伏家,尹晓霞,赵长瑞. 锻压技术. 2009(05)
博士论文
[1]添加元素对Cu-Zr基合金非晶形成能力及力学性能影响的研究[D]. 王远.昆明理工大学 2014
[2]SiC陶瓷与Ti-6Al-4V合金超声波辅助钎焊的润湿结合机制及工艺研究[D]. 陈晓光.哈尔滨工业大学 2013
硕士论文
[1]C/SiC复合材料与TC4钛合金的钎焊工艺及机理研究[D]. 郑瑞青.哈尔滨工业大学 2015
[2]Si元素对Cu-Zr-Al系合金的非晶形成能力及耐腐蚀性能的影响[D]. 苏恩利.湘潭大学 2013
[3]置氢TC4钛合金与C/SiC复合材料钎焊工艺及机理研究[D]. 王宇欣.哈尔滨工业大学 2010
[4]利用Ti-Zr-Cu-Ni非晶钎料连接ZrO2和Ti-6Al-4V的组织与接头强度[D]. 张亚平.吉林大学 2010
[5]钎焊氮化硅陶瓷高温活性非晶钎料研究[D]. 蒋志国.江苏科技大学 2007
[6]TC4合金大型框锻件成形工艺设计与过程模拟[D]. 张晓露.西北工业大学 2007
本文编号：3468087
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
接头界面组织的背散射照片
图 1-3 接头界面形成机理示意图[30]Figure 1-3 Schematic diagram of interfacial forming mechanism[30]JinHui Xiong[30]等人通过制备（72Ag-28Cu）-6Ti 银基钎料来进行 Cf/SiC 陶瓷与 TC4 钛合金的钎焊实验。通过对接头进行 XRD 与 EDS 综合分析，判断钎焊接头的组织与成分。随后建立模型，解释钎焊反应机理，机理见图 1-3。活性元素 Cu、Ti 会与 SiC、TC4 发生反应，最终由 Cf/SiC 至 TC4 组织依次为 Cf/SiCcomposite→Ti3SiC2+TiC→Ti2Cu+Ti5Si3→Ag+Ti-Cu→Ti3Cu4→TiCu→Ti2Cu→Ti2Cu+Ti/TC4。图 1-4 Cf/SiC/TC4 接头界面形成机理示意图[31][31]
图 1-3 接头界面形成机理示意图[30]Figure 1-3 Schematic diagram of interfacial forming mechanism[30]JinHui Xiong[30]等人通过制备（72Ag-28Cu）-6Ti 银基钎料来进行 Cf/SiC 陶瓷与 TC4 钛合金的钎焊实验。通过对接头进行 XRD 与 EDS 综合分析，判断钎焊接头的组织与成分。随后建立模型，解释钎焊反应机理，机理见图 1-3。活性元素 Cu、Ti 会与 SiC、TC4 发生反应，最终由 Cf/SiC 至 TC4 组织依次为 Cf/SiCcomposite→Ti3SiC2+TiC→Ti2Cu+Ti5Si3→Ag+Ti-Cu→Ti3Cu4→TiCu→Ti2Cu→Ti2Cu+Ti/TC4。
【参考文献】：
期刊论文
[1]碳化硅纳米材料制备方法研究进展[J]. 郝斌. 化工新型材料. 2015(08)
[2]钛合金连接异种材料新技术的研究应用[J]. 许天才,彭晓东,姜军伟,陈洁,易泓宇. 稀有金属. 2014(04)
[3]纳米Al2O3-40%TiO2复相陶瓷颗粒增强镍基合金复合涂层的摩擦学性能（英文）[J]. 何龙,谭业发,谭华,周春华,高立. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2013(09)
[4]非晶钎料钎焊接头形成过程研究(英文)[J]. 俞伟元,路文江,夏天东. 稀有金属材料与工程. 2013(04)
[5]碳化硅电力电子器件在电力系统的应用展望[J]. 盛况,郭清,张军明,钱照明. 中国电机工程学报. 2012(30)
[6]TC4钛合金加工图及其在板材轧制工艺分析中的应用[J]. 方刚,邹建荣,卢亚锋,戚运莲. 清华大学学报(自然科学版). 2012(07)
[7]含硼Cu-P基非晶钎料钎焊紫铜接头的连接强度及微观组织[J]. 邹家生,李华其,王超. 江苏科技大学学报(自然科学版). 2012(01)
[8]重结晶碳化硅烧成中碳化硅的分解现象、热力学条件及对蒸发凝聚的影响[J]. 孙洪鸣,赵亚滨,李娅洁,何新涛,王立华,郝岩. 中国陶瓷工业. 2012(01)
[9]Ag和Fe元素添加对Cu-Zr-Al系非晶形成能力和力学性能的影响[J]. 赵燕春,寇生中,刘广桥,丁雨田,李春燕,袁子洲,索红莉. 中国有色金属学报. 2011(05)
[10]TC4钛合金等温锻造过程的数值模拟和实验研究[J]. 吴伏家,尹晓霞,赵长瑞. 锻压技术. 2009(05)
博士论文
[1]添加元素对Cu-Zr基合金非晶形成能力及力学性能影响的研究[D]. 王远.昆明理工大学 2014
[2]SiC陶瓷与Ti-6Al-4V合金超声波辅助钎焊的润湿结合机制及工艺研究[D]. 陈晓光.哈尔滨工业大学 2013
硕士论文
[1]C/SiC复合材料与TC4钛合金的钎焊工艺及机理研究[D]. 郑瑞青.哈尔滨工业大学 2015
[2]Si元素对Cu-Zr-Al系合金的非晶形成能力及耐腐蚀性能的影响[D]. 苏恩利.湘潭大学 2013
[3]置氢TC4钛合金与C/SiC复合材料钎焊工艺及机理研究[D]. 王宇欣.哈尔滨工业大学 2010
[4]利用Ti-Zr-Cu-Ni非晶钎料连接ZrO2和Ti-6Al-4V的组织与接头强度[D]. 张亚平.吉林大学 2010
[5]钎焊氮化硅陶瓷高温活性非晶钎料研究[D]. 蒋志国.江苏科技大学 2007
[6]TC4合金大型框锻件成形工艺设计与过程模拟[D]. 张晓露.西北工业大学 2007
本文编号：3468087
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