C/SiC复合材料与TC4钛合金的钎焊工艺及机理研究
发布时间：2021-09-23 11:01
C/Si C复合材料作为一种新型材料在航空航天等领域具有广泛的应用,其具有密度低、高温性能强、高强度等突出优点。钛合金具有高强、高韧和耐高温等优良特性。将二者连接可以获得重量较轻、高温性能较好的火箭发动机的喷管结构,发动机的工作效率得到有效提高。但二者物理和化学相容性较差,为解决连接接头力学性能差问题,本文对C/Si C复合材料与TC4钛合金进行钎焊连接,通过设计优化Si C多孔陶瓷和置氢TC4中间层体系实现了钎焊接头力学性能的提高。对试验结果进行分析,并配合理论计算,分析了典型界面结构、工艺参数对力学性能和界面结构影响规律、揭示界面产物形成的热力学因素,解明接头的断裂机制,确定了界面演化规律,并对中间层对钎焊接头的增强机理进行探讨。采用Ag Cu/Si C多孔陶瓷/Ag Cu Ti复合中间层,从结构上调节接头线胀系数。接头典型界面结构为TC4钛合金/α-Ti+β-Ti/Tix Cuy化合物/Cu（s.s）+Ag（s.s）/Tix Cuy化合物/Ti5Si3+Ti C/Si C多孔陶瓷/Ti C+Ti5Si3/Cu（s.s）+Ag（s.s）/Tix Cuy化合物/Ti5Si3+Ti C...
【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】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
80℃,10min钎焊C/SiC与Nb的接头断口XRD结果（Nb侧）
a) 整体形貌 b) Ⅱ层放大图 1-2 Ti-Ni-B 钎焊接头界面组织[10]林国标、黄继华等[12-14]采用 Ag-Cu-Ti 系列钎料实现了 C/SiC 复合材料和 TC4的有效连接。最优参数下的最高抗剪强度如表 1-1 所示。表 1-1 Ag-Cu-Ti 系列钎料最优参数下的最高抗剪强度
a)Ag-Cu-Ti-(Ti+C)（900℃, 30min） b)Ag-Cu-Ti-12vol.%Cf（950℃, 5min）图 1-3 Ag-Cu-Ti-(Ti+C)和 Ag-Cu-Ti-Cf钎焊 C/SiC 与 TC4 接头界面[13]3.2 扩散焊连接技术张建军等[15]使用 Zr 箔片和 Ta 箔片组成复合中间层，通过真空热压扩散焊
【参考文献】：
期刊论文
[1]Cf/SiC复合材料与钛合金Ag-Cu-Ti-Cf复合钎焊[J]. 熊进辉,黄继华,张华,赵兴科. 焊接学报. 2010(05)
[2]陶瓷先驱体聚硅氮烷连接Cf/SiC工艺及连接性能[J]. 刘洪丽,田春英,吴明忠. 中国有色金属学报. 2008(02)
[3]钛合金/镍箔/不锈钢脉冲加压扩散连接界面结构及接合强度[J]. 袁新建,盛光敏,秦斌,黄文展. 稀有金属材料与工程. 2007(09)
[4]Al-Si3N4材料浸渗工艺研究[J]. 吴冉,王雅红. 矿山机械. 2007(08)
[5]一种复合材料弹性模量的计算方法[J]. 柏振海,黎文献,罗兵辉,王日初,张迎元. 中南大学学报(自然科学版). 2006(03)
[6]硅树脂高温转化陶瓷结合层连接陶瓷材料[J]. 所俊,陈朝辉,韩卫敏,郑文伟. 硅酸盐学报. 2005(03)
[7]T225NG钛合金在高温高压水介质中应力腐蚀行为的研究[J]. 严铿,徐济进,蒋成禹. 稀有金属. 2004(02)
[8]C/SiC复合材料与Nb的液相渗透连接[J]. 童巧英,成来飞,张立同. 航空材料学报. 2004(01)
[9]三维C/SiC复合材料在线液相渗透连接[J]. 童巧英,成来飞,张立同. 稀有金属材料与工程. 2004(01)
[10]氢对两种新型钛合金强度和塑性的影响[J]. 何晓,沈保罗,曹建玲,邱绍宇,邹红. 稀有金属材料与工程. 2003(05)
硕士论文
[1]BN/SiO2与Nb的钎焊连接工艺及机理研究[D]. 焦涛.哈尔滨工业大学 2013
[2]C/SiC复合材料与TiAl合金的原位反应辅助钎焊机理研究[D]. 杨振文.哈尔滨工业大学 2010
[3]TiAl合金与置氢TC4钛合金扩散连接工艺研究[D]. 范龙.哈尔滨工业大学 2009
[4]C/SiC复合材料与TC4钎焊工艺研究[D]. 董振华.哈尔滨工业大学 2008
[5]C/SiC复合材料与Nb的钎焊工艺及机理研究[D]. 刘玉章.哈尔滨工业大学 2007
本文编号：3405587
【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】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
80℃,10min钎焊C/SiC与Nb的接头断口XRD结果（Nb侧）
a) 整体形貌 b) Ⅱ层放大图 1-2 Ti-Ni-B 钎焊接头界面组织[10]林国标、黄继华等[12-14]采用 Ag-Cu-Ti 系列钎料实现了 C/SiC 复合材料和 TC4的有效连接。最优参数下的最高抗剪强度如表 1-1 所示。表 1-1 Ag-Cu-Ti 系列钎料最优参数下的最高抗剪强度
a)Ag-Cu-Ti-(Ti+C)（900℃, 30min） b)Ag-Cu-Ti-12vol.%Cf（950℃, 5min）图 1-3 Ag-Cu-Ti-(Ti+C)和 Ag-Cu-Ti-Cf钎焊 C/SiC 与 TC4 接头界面[13]3.2 扩散焊连接技术张建军等[15]使用 Zr 箔片和 Ta 箔片组成复合中间层，通过真空热压扩散焊
【参考文献】：
期刊论文
[1]Cf/SiC复合材料与钛合金Ag-Cu-Ti-Cf复合钎焊[J]. 熊进辉,黄继华,张华,赵兴科. 焊接学报. 2010(05)
[2]陶瓷先驱体聚硅氮烷连接Cf/SiC工艺及连接性能[J]. 刘洪丽,田春英,吴明忠. 中国有色金属学报. 2008(02)
[3]钛合金/镍箔/不锈钢脉冲加压扩散连接界面结构及接合强度[J]. 袁新建,盛光敏,秦斌,黄文展. 稀有金属材料与工程. 2007(09)
[4]Al-Si3N4材料浸渗工艺研究[J]. 吴冉,王雅红. 矿山机械. 2007(08)
[5]一种复合材料弹性模量的计算方法[J]. 柏振海,黎文献,罗兵辉,王日初,张迎元. 中南大学学报(自然科学版). 2006(03)
[6]硅树脂高温转化陶瓷结合层连接陶瓷材料[J]. 所俊,陈朝辉,韩卫敏,郑文伟. 硅酸盐学报. 2005(03)
[7]T225NG钛合金在高温高压水介质中应力腐蚀行为的研究[J]. 严铿,徐济进,蒋成禹. 稀有金属. 2004(02)
[8]C/SiC复合材料与Nb的液相渗透连接[J]. 童巧英,成来飞,张立同. 航空材料学报. 2004(01)
[9]三维C/SiC复合材料在线液相渗透连接[J]. 童巧英,成来飞,张立同. 稀有金属材料与工程. 2004(01)
[10]氢对两种新型钛合金强度和塑性的影响[J]. 何晓,沈保罗,曹建玲,邱绍宇,邹红. 稀有金属材料与工程. 2003(05)
硕士论文
[1]BN/SiO2与Nb的钎焊连接工艺及机理研究[D]. 焦涛.哈尔滨工业大学 2013
[2]C/SiC复合材料与TiAl合金的原位反应辅助钎焊机理研究[D]. 杨振文.哈尔滨工业大学 2010
[3]TiAl合金与置氢TC4钛合金扩散连接工艺研究[D]. 范龙.哈尔滨工业大学 2009
[4]C/SiC复合材料与TC4钎焊工艺研究[D]. 董振华.哈尔滨工业大学 2008
[5]C/SiC复合材料与Nb的钎焊工艺及机理研究[D]. 刘玉章.哈尔滨工业大学 2007
本文编号：3405587
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