空气舵用Si 3 N 4 及C f /SiC陶瓷的连接及其模拟件接头设计
发布时间：2021-07-26 09:33
本文针对空气舵用Si3N4陶瓷及Cf/SiC复合材料采用Yb（或Y）-Al-Si-O-N玻璃焊料的设计,获得了以原位生成较多β-Sialon和适量玻璃相为中间层的Si3N4/Si3N4陶瓷接头及Si3N4/Cf/SiC复合材料接头。研究了掺杂不同稀土和不同摩尔比的Si3N4的焊料及连接工艺参数对接头组织与性能的影响规律;讨论了接头界面的连接机理,评价了接头的抗热震性和高温抗氧化性;并利用ABAQUS有限元模拟软件对结构模拟件进行焊接冷却后应力场分布分析,实现了模拟件的接头设计。研究发现,随着焊料中Si3N4摩尔比的增大,焊料的粘度逐渐增大,与母材的润湿性变弱,所以焊缝逐渐变宽,同时焊缝中的β-Sialon相逐渐增多,并由粗大状逐渐变为细小的针状组织。当施加的压力增加时,能够减小焊缝的...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景和意义
1.2 陶瓷连接技术
1.2.1 钎焊技术
1.2.2 固相扩散连接
1.2.3 部分瞬时液相连接
1.2.4 玻璃连接
1.3 玻璃焊料连接氮化硅陶瓷的国内外研究进展
1.4 主要研究内容
第2章 试验材料和实验方法
2.1 试验原材料
2.2 玻璃焊料成分及其制备
2.3 材料连接所用设备及工艺参数
2.4 接头组织分析和性能测试
2.4.1 扫描电子显微镜分析(SEM)
2.4.2 能谱分析(EDS)
2.4.3 XRD分析
2.4.4 TEM分析和HREM观察
2.4.5 连接接头性能测试
2.4.6 抗热震性能测试
2.4.7 氧化试验
第3章 连接工艺对接头组织和性能的影响
3.1 引言
3.2 Si_3N_4/Si_3N_4接头的组织与性能
3.2.1 连接温度对Si_3N_4连接接头组织和性能的影响
3.2.2 连接压力对Si_3N_4连接接头组织和性能的影响
3.3 RE-Si-Al-O-N玻璃焊料连接Si_3N_4与C_f/SiC复合材料
3.3.1 Y-SN焊料连接Si_3N_4与C_f/SiC复合材料
3.3.2 Yb-SN焊料连接Si_3N_4与C_f/SiC复合材料
3.4 本章小结
第4章 连接接头的高温损伤及连接机理
4.1 引言
4.2 接头的高温损伤
4.2.1 Si_3N_4/Si_3N_4陶瓷的抗热震性
4.2.2 Si_3N_4/C_f/SiC连接接头的抗热震性和抗氧化性
4.3 接头的连接机理
4.3.1 Si_3N_4/Si_3N_4接头的连接机理
4.3.2 Si_3N_4陶瓷与C_f/SiC复合材料的连接机理
4.4 本章小结
第5章 舵状模拟件的设计及有限元模拟
5.1 引言
5.2 有限元分析的基本原理
5.3 材料的相关参数的确定
5.4 有限元分析模型的建立
5.5 焊接冷却后应力场分布
5.6 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Si3N4陶瓷连接技术研究进展[J]. 冯吉才,宋晓国,曹健,王义峰. 焊接. 2011 (11)
[2]钼与石墨的瞬间液相扩散焊[J]. 温亚辉,陈文革. 机械工程材料. 2011(02)
[3]陶瓷与金属连接技术的研究进展[J]. 王新阳,李炎,魏世忠,马向东. 热加工工艺. 2009(13)
[4]Si3N4陶瓷/45钢钎焊接头残余热应力数值模拟[J]. 董洁,袁守谦,刘晓燕,张从容,何晓梅. 铸造技术. 2008(09)
[5]Si3N4/Ti/Cu/Ti/Si3N4部分瞬间液相连接界面动力学[J]. 邹家生,初雅杰,翟建广,陈铮. 焊接学报. 2004(02)
[6]陶瓷与金属连接的研究进展[J]. 杨敏,邹增大,刘秀忠,刘丽. 山东冶金. 2004(01)
[7]Si3N4陶瓷的连接研究进展[J]. 郑仕远,曹优明,胡德斌,陈健. 化学通报. 2003(01)
[8]先进陶瓷刀具的材料及质量[J]. 郑怀东. 陶瓷科学与艺术. 2002(05)
[9]Si3N4陶瓷与Si3N4陶瓷及金属连接的研究进展[J]. 曹优明,郑仕远. 材料开发与应用. 2002(05)
[10]氮化硅基陶瓷连接技术的研究进展[J]. 张俊计,刘学建,孙兴伟,蒲锡鹏,黄莉萍. 陶瓷学报. 2002(02)
博士论文
[1]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]Ag-Cu-Ti+TiNp钎焊Si3N4陶瓷/42CrMo钢组织性能和数值模拟研究[D]. 王天鹏.哈尔滨工业大学 2012
[2]以掺杂不同稀土β-Sialon-玻璃为中间层的Si3N4接头研究[D]. 纪东超.哈尔滨工业大学 2012
[3]β-sialon-玻璃中间层连接Si3N4陶瓷接头的组织与性能[D]. 袁晓东.哈尔滨工业大学 2011
本文编号：3303307
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景和意义
1.2 陶瓷连接技术
1.2.1 钎焊技术
1.2.2 固相扩散连接
1.2.3 部分瞬时液相连接
1.2.4 玻璃连接
1.3 玻璃焊料连接氮化硅陶瓷的国内外研究进展
1.4 主要研究内容
第2章 试验材料和实验方法
2.1 试验原材料
2.2 玻璃焊料成分及其制备
2.3 材料连接所用设备及工艺参数
2.4 接头组织分析和性能测试
2.4.1 扫描电子显微镜分析(SEM)
2.4.2 能谱分析(EDS)
2.4.3 XRD分析
2.4.4 TEM分析和HREM观察
2.4.5 连接接头性能测试
2.4.6 抗热震性能测试
2.4.7 氧化试验
第3章 连接工艺对接头组织和性能的影响
3.1 引言
3.2 Si_3N_4/Si_3N_4接头的组织与性能
3.2.1 连接温度对Si_3N_4连接接头组织和性能的影响
3.2.2 连接压力对Si_3N_4连接接头组织和性能的影响
3.3 RE-Si-Al-O-N玻璃焊料连接Si_3N_4与C_f/SiC复合材料
3.3.1 Y-SN焊料连接Si_3N_4与C_f/SiC复合材料
3.3.2 Yb-SN焊料连接Si_3N_4与C_f/SiC复合材料
3.4 本章小结
第4章 连接接头的高温损伤及连接机理
4.1 引言
4.2 接头的高温损伤
4.2.1 Si_3N_4/Si_3N_4陶瓷的抗热震性
4.2.2 Si_3N_4/C_f/SiC连接接头的抗热震性和抗氧化性
4.3 接头的连接机理
4.3.1 Si_3N_4/Si_3N_4接头的连接机理
4.3.2 Si_3N_4陶瓷与C_f/SiC复合材料的连接机理
4.4 本章小结
第5章 舵状模拟件的设计及有限元模拟
5.1 引言
5.2 有限元分析的基本原理
5.3 材料的相关参数的确定
5.4 有限元分析模型的建立
5.5 焊接冷却后应力场分布
5.6 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Si3N4陶瓷连接技术研究进展[J]. 冯吉才,宋晓国,曹健,王义峰. 焊接. 2011 (11)
[2]钼与石墨的瞬间液相扩散焊[J]. 温亚辉,陈文革. 机械工程材料. 2011(02)
[3]陶瓷与金属连接技术的研究进展[J]. 王新阳,李炎,魏世忠,马向东. 热加工工艺. 2009(13)
[4]Si3N4陶瓷/45钢钎焊接头残余热应力数值模拟[J]. 董洁,袁守谦,刘晓燕,张从容,何晓梅. 铸造技术. 2008(09)
[5]Si3N4/Ti/Cu/Ti/Si3N4部分瞬间液相连接界面动力学[J]. 邹家生,初雅杰,翟建广,陈铮. 焊接学报. 2004(02)
[6]陶瓷与金属连接的研究进展[J]. 杨敏,邹增大,刘秀忠,刘丽. 山东冶金. 2004(01)
[7]Si3N4陶瓷的连接研究进展[J]. 郑仕远,曹优明,胡德斌,陈健. 化学通报. 2003(01)
[8]先进陶瓷刀具的材料及质量[J]. 郑怀东. 陶瓷科学与艺术. 2002(05)
[9]Si3N4陶瓷与Si3N4陶瓷及金属连接的研究进展[J]. 曹优明,郑仕远. 材料开发与应用. 2002(05)
[10]氮化硅基陶瓷连接技术的研究进展[J]. 张俊计,刘学建,孙兴伟,蒲锡鹏,黄莉萍. 陶瓷学报. 2002(02)
博士论文
[1]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]Ag-Cu-Ti+TiNp钎焊Si3N4陶瓷/42CrMo钢组织性能和数值模拟研究[D]. 王天鹏.哈尔滨工业大学 2012
[2]以掺杂不同稀土β-Sialon-玻璃为中间层的Si3N4接头研究[D]. 纪东超.哈尔滨工业大学 2012
[3]β-sialon-玻璃中间层连接Si3N4陶瓷接头的组织与性能[D]. 袁晓东.哈尔滨工业大学 2011
本文编号：3303307
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3303307.html
