多孔Si 3 N 4 /Invar合金大尺寸结构件的钎焊研究

发布时间：2023-02-18 11:45

　　导弹是国防领域的重要武器,导弹天线罩是其重要组成部分,其需要具备介电性能好、抗热震、热膨胀系数低等特性,多孔Si₃N₄陶瓷作为天线罩体能够满足上述要求。然而多孔Si₃N₄陶瓷脆性较大,难以直接与导弹弹体进行装配,因此需要在天线罩端部钎焊金属环,通过金属环实现与导弹弹体装配。Invar合金具备热膨胀系数低的优点,本课题选其作为金属连接环。大尺寸结构件连接面积大,残余应力随构件尺寸增大而急剧上升,由于多孔Si₃N₄陶瓷易破碎,钎焊过程极易因残余应力过大导致多孔Si₃N₄断裂。本课题通过改变中间层结构、中间层厚度、钎料层钎焊宽度及搭接位置等变量,探究钎料结构对接头残余应力的影响。通过中间层结构设计,将钎料装配形式设计为Ag-Cu-Ti钎料/Cu中间层/Cu泡沫层/Cu中间层/Ag-Cu钎料的ABA型结构和Ag-Cu-Ti钎料/Cu中间层/Cu泡沫层/Ag-Cu钎料的AB型结构,Cu泡沫选用1.5mm和2mm两种厚度,C...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 陶瓷连接技术的发展
        1.2.1 固相扩散焊
        1.2.2 过渡液相连接
        1.2.3 自蔓延高温合成连接(SHS)
        1.2.4 钎焊
    1.3 陶瓷/金属钎焊连接研究
        1.3.1 陶瓷/金属的钎焊连接难点
        1.3.2 陶瓷/金属钎焊润湿性研究
    1.4 接头残余应力分析及缓解措施
        1.4.1 中间层连接陶瓷/金属的研究现状
        1.4.2 陶瓷/金属的接头应力分析与数值模拟
    1.5 国内外文献综述的简析
    1.6 本文的主要研究内容
第2章 试验材料及方法
    2.1 试验原材料
    2.2 连接设备与方法
    2.3 钎焊接头组织结构分析
        2.3.1 扫描电子显微分析(SEM)
        2.3.2 能谱分析(EDS)
        2.3.3 X射线衍射分析(XRD)
    2.4 接头剪切强度测定
第3章 不同中间层结构钎焊多孔SI₃N₄/INVAR合金接头组织及性能
    3.1 引言
    3.2 CU泡沫厚度为2MM时钎焊接头的微观组织
    3.3 CU泡沫厚度为1.5MM时钎焊接头的微观组织
    3.4 ABA结构中间层钎焊过程的接头微观组织分析
    3.5 本章小结
第4章 钎料宽度为40MM时接头中残余应力场的模拟计算
    4.1 引言
    4.2 CU泡沫中间层的建模
    4.3 计算模型的建立
        4.3.1 网格划分原则及相互作用
        4.3.2 材料参数
        4.3.3 载荷与分析步设定
    4.4 中间层结构对冷却后接头中残余应力分布的影响
        4.4.1 Cu箔及Cu泡沫中间层的厚度对应力分布的影响
        4.4.2 ABA型及AB型中间层整块钎料的应力分析
        4.4.3 ABA型及AB型中间层等分钎料的应力分析
        4.4.4 单一中间层结构不同钎料等分份数的应力分析
    4.5 本章小结
第5章 钎料宽度为30MM时接头中残余应力场的模拟计算
    5.1 引言
    5.2 钎料位置对钎焊过程中残余应力的影响
        5.2.1 钎料放置于连接区域的上方位置接头残余应力的分布
        5.2.2 钎料放置于连接区域的中间位置接头残余应力的分布
        5.2.3 钎料放置于连接区域的下方位置接头残余应力的分布
    5.3 钎料宽度变化对接头残余应力的影响
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3744899