SiC陶瓷/316L不锈钢连接工艺及接头质量控制研究

发布时间：2024-03-11 22:04

　　为实现陶瓷封装,制造抗弹装甲模块,本文研究了 SiC陶瓷与316L不锈钢的扩散焊与钎焊。SiC陶瓷与钢的焊接难点主要集中于不润湿和接头残余应力过大,所以接头质量不高。本文采用扩散焊和钎接连接SiC陶瓷与316L不锈钢,研究了焊接接头的界面组织结构,分析了不同工艺参数对接头界面组织和力学性能影响,并探索缓解接头应力,提高接头质量方法。SiC陶瓷与316L扩散焊分别采用了 Ti箔、Ti-Ni-Ti、Ti-Cu-Ti为中间层进行扩散连接。以Ti箔为中间层时,未形成可靠接头。以Ti-Ni-Ti为中间层,焊接温度1080℃,压力1OMPa时,得到接头力学性能最佳,剪切强度为10.8MPa。以Ti-Cu-Ti作为中间层时,焊接温度1020℃、压力5MPa时得到接头力学性能最佳,剪切强度为18.4MPa。母材热膨胀系数差异是影响接头质量的关键因素。siC与SiC陶瓷钎焊连接时,由于母材一致,接头残余应力小,强度高,剪切实验断在陶瓷母材处,接头强度为115.7MPa。SiC陶瓷与316L不锈钢钎焊连接实验中,由于316L与SiC陶瓷热膨胀系数差异大,冷却过程中造成的残余应力影响了接头质量。焊接温度为9...

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 陶瓷装甲材料
        1.2.1 氧化铝陶瓷
        1.2.2 碳化硼陶瓷
        1.2.3 碳化硅陶瓷
        1.2.4 其他陶瓷
    1.3 陶瓷连接的国内外研究现状
        1.3.1 扩散连接
        1.3.2 钎焊连接
    1.4 陶瓷与金属钎焊主要问题研究
        1.4.1 陶瓷/钎料润湿性研究
        1.4.2 陶瓷/金属钎焊残余应力研究
    1.5 研究内容
2 实验方案及材料、设备
    2.1 实验方案设计与流程
        2.1.1 实验方案
        2.1.2 实验流程
    2.2 实验材料
    2.3 实验设备及工艺
        2.3.1 实验设备
        2.3.2 连接工艺过程
    2.4 材料的组织和性能分析
        2.4.1 微观组织分析
        2.4.2 XRD分析
        2.4.3 钎焊接头缺陷检测
        2.4.4 钎焊接头性能测试
3 SiC陶瓷/316L不锈钢的扩散连接
    3.1 引言
    3.2 连接工艺方案
    3.3 扩散连接接头组织及力学性能分析
        3.3.1 以Ti为中间层的扩散连接
        3.3.2 以Ti-Ni-Ti为中间层的扩散连接
        3.3.3 以Ti-Cu-Ti为中间层的扩散连接
    3.4 本章小结
4 SiC陶瓷/316L不锈钢的活性钎焊
    4.1 引言
    4.2 Ag-Cu-Ti钎焊SiC陶瓷
        4.2.1 SiC陶瓷的润湿性
        4.2.2 SiC陶瓷的钎焊
    4.3 Ag-Cu-Ti钎焊SiC陶瓷/316L不锈钢
        4.3.1 焊接温度对接头组织及力学性能的影响
        4.3.2 保温时间对接头组织及力学性能的影响
    4.4 SiC陶瓷的封装
    4.5 本章小结
5 SiC陶瓷/316L不锈钢钎焊的质量控制
    5.1 引言
    5.2 SiC陶瓷预金属化对接头组织及性能影响
        5.2.1 SiC陶瓷化学镀镍
        5.2.2 Ag-Cu-Ti钎料在镀镍SiC陶瓷上的铺展
        5.2.3 镀镍SiC陶瓷的钎焊界面成分分析
        5.2.4 镀镍SiC陶瓷的钎焊接头性能分析
    5.3 Ag-Cu-Ti+TiC复合钎料对接头组织及性能影响
        5.3.1 Ag-Cu-Ti+TiC复合钎料钎焊界面成分分析
        5.3.2 Ag-Cu-Ti+TiC复合钎料钎焊接头性能分析
    5.4 可伐合金过渡层对接头组织及性能影响
        5.4.1 添加可伐合金中间层钎焊工艺方案
        5.4.2 添加可伐合金中间层应力缓解原理
        5.4.3 添加中间层钎焊界面成分分析
        5.4.4 添加中间层钎焊接头性能分析
    5.5 Ti+可伐合金中间层对接头组织及性能影响
        5.5.1 添加Ti+中间层钎焊工艺方案
        5.5.2 添加Ti+中间层钎焊界面成分分析
        5.5.3 Ti箔厚度对接头组织的影响
        5.5.4 Ti箔厚度对接头力学性能的影响
    5.6 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录



本文编号：3926110