金属和陶瓷的钎焊技术及新发展

综述了金属和陶瓷常用的钎焊工艺和部分瞬间液相(PTLP)钎焊法,指出了金属和陶瓷钎焊的难点,展望了其发展趋势.活性金属钎焊能有效改善陶瓷表面的润湿性,具有广泛的应用前景,而PTLP法为金属与陶瓷的高强度耐热连接开辟了一个新途径,正不断引起人们极大的兴趣和关注.     

陶瓷与金属连接技术的研究进展

实现陶瓷与金属的可靠连接既可充分发挥陶瓷与金属的性能互补,同时又能扩大陶瓷材料的应用领域,满足现代工程应用的需要.文中介绍了各种连接方法的机理及特点,重点介绍了有广阔应用前景的钎焊、扩散焊以及瞬间液相连接工艺.     

陶瓷基复合材料与金属连接的研究进展

陶瓷基复合材料是一种新兴的热结构材料，解决其自身及其与金属的连接工艺，是实现其推广应用的重要课题之一。首先分析了陶瓷基复合材料自身连接及其与金属连接的难点，在此基础上从解决被连接材料的化学相容性与物理匹配性两方面出发，综述了陶瓷基复合材料自身及其与金属连接的研究进展，并介绍了几种典型的连接实例——活性金属钎焊、部分瞬间液相扩散连接以及宏观结构梯度中间层设计。     

活性金属部分瞬间液相连接氮化硅陶瓷的研究

采用Ti/Cu/Ti多层中间层在1273 K温度下进行氮化硅陶瓷部分瞬间液相连接,考察了保温时间对连接强度的影响,并对连接界面进行了SEM,EPMA和XRD分析.结果表明,通过Cu-Ti二元扩散促使液相与氮化硅发生界面反应,形成Si3N4/TiN/Ti5Si3+Ti5Si4+TiSi2/TiSi2+Cu3Ti2(Si)/Cu的梯度层.保温时间影响接头反应层厚度,从而影响接头的连接强度根据活性金属部分瞬间液相连接陶瓷的界面行为,建立了活性金属部分瞬间液相连接陶瓷的理论模型.该模型较好地解释了Ti/Cu/Ti和Ti/Ni/Ti连接氮化硅陶瓷的异同点和连接工艺参数的选择.     

陶瓷/金属异质钎焊连接研究进展

钎焊作为制造业中材料连接较广泛的方法之一,在医疗、电力电子和汽车等领域广泛应用,国内外学术界认为钎焊是陶瓷/金属异质连接中最有效、最具有发展潜力的连接方式。本文主要对近20年国内外有关陶瓷/金属钎焊异质连接的研究报道进行详细综述。首先综述了陶瓷/金属钎焊的研究概况,其次分别从氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷、陶瓷基复合材料四种陶瓷材料方面以及活性金属钎焊、空气反应钎焊、接触反应钎焊、玻璃钎焊和超声波辅助钎焊五种钎焊方法详细评述陶瓷/金属异质钎焊的研究进展。然后介绍了陶瓷/金属异质钎焊在医疗、电力电子和汽车领域的应用,最后指出陶瓷/金属异质钎焊技术研究和发展过程中存在的不足,并展望陶瓷/金属异质钎焊技术未来发展的方向,为陶瓷/金属异质材料连接的相关研究和工程应用提供理论依据和技术支撑。     

陶瓷与金属的连接

综述了陶瓷与金属连接的几种方法 ,重点讨论了对未来动力工程和先进发动机有重要意义的陶瓷与金属钎焊连接、部分瞬间液相连接及自蔓延高温合成 ( SHS)连接     

SiC陶瓷及其复合材料连接的研究现状北大核心

SiC陶瓷及其复合材料(C●SiC,SiCΤ/SiC)具有优异的性能,被广泛应用于高温结构材料领域,因此,SiC陶瓷及其复合材料的连接已经成为了材料工程领域的研究热点。分析了SiC陶瓷及其复合材料自身连接及其与金属连接的难点,综述了几种主要的连接方法,包括活性金属钎焊、固相扩散连接、瞬时液相连接、自蔓延高温合成连接和先驱体连接,重点介绍了它们的连接机理、工艺特点及研究现状,并对未来的发展趋势进行了展望。     

无机非金属材料与金属材料连接的研究概述

无机非金属材料具有高强度、高硬度、耐腐蚀、绝缘性能优异的特点,而金属材料具有易加工成形、韧性好的特点,2种材料的连接可以综合两者的优点,因而成为了现阶段的研究热点。本文介绍了无机非金属材料(陶瓷、玻璃)与金属材料的常见连接方法(玻璃-金属封接、陶瓷-金属封接、陶瓷-金属活性钎焊、陶瓷-金属瞬间液相扩散焊、陶瓷-金属熔钎焊)及各方法的机理机制,对比了各种方法的优缺点,为工艺设计提供参考。     

氧化铝陶瓷与金属活性钎焊研究进展

氧化铝陶瓷是应用最为广泛的陶瓷材料之一,但是陶瓷材料固有的硬性和脆性使其难以加工与制造,需要与金属连接起来,实现与金属性能上的互补,以期获得兼具陶瓷和金属各自优异性能的陶瓷一金属复合构件.对氧化铝陶瓷与金属的活性钎焊方法作了综述,着重讨论了活性钎焊技术的发展、常用的活性钎料;在活性钎焊机理方面,分析了陶瓷/金属润湿性的有关理论、界面反应及其对活性钎焊接头质量的影响.可以看到,活性钎焊已经成功实现了氧化铝陶瓷与铁、铜、镍、钛、铌及合金等多种金属的高质量连接,成为连接氧化铝陶瓷与金属的主导方法之一.     

铝基陶瓷增强复合材料的钎焊及扩散焊

由于陶瓷增强相与金属基体合金性能的巨大差异,造成铝基陶瓷增强复合材料的焊接困难较大.在各种焊接方法中,钎焊和扩散焊是铝基陶瓷增强复合材料焊接比较常用的方法.本文研究了钎料和中间层合金与铝基复合材料的润湿机理,介绍了颗粒增强铝复合材料的超声波钎焊、真空钎焊、无夹层液相扩散焊、冲击扩散焊和瞬时液相扩散连接等焊接新工艺,对这些焊接工艺的原理与特点进行了探讨.     

"相变-扩散钎焊(T/DB)"新工艺及其接头界面形貌

为减小相变超塑性扩散连接的循环次数,提出了一种新型焊接工艺"相变-液相扩散焊(T/DB)",即在待焊母材间预先放入液相扩散焊用的中间层,然后按传统相变超塑性扩散连接工艺施焊,但要求温度循环的峰值温度须同时大于母材的相变点与中间层的熔点.试验以低碳钢为母材,以镍基非晶箔带(BNi2)为中间层,进行了低碳钢的相变-扩散钎焊(循环3次)与液相扩散焊接(1200℃×3 min)的对比试验.结果表明相变-液相扩散焊所需温度循环次数少,接头无界面空洞,其接合线呈非平面状;而液相扩散焊接头的接合线较平直.分析认为,界面的起伏是母材的适度溶解与超塑性流变共同作用的结果;非平面状界面有利于增大金属-金属接触面积及扩散通道的面积,为获得合格接头做出了相应贡献.     

钛合金与钢异种材料钎焊研究现状

钛合金与钢复合构件在航空航天领域具有广阔的应用前景,实现钛/钢复合构件工程化应用的关键是获得性能优良的钛/钢连接接头。综述了钛/钢钎焊的研究现状,系统阐述了银基钎料、钛基钎料、瞬时液相扩散焊及复合中间层工艺连接钛/钢的研究成果,并进行了总结与展望。     

Ag-Cu-Ti合金制备技术及钎焊应用综述

介绍了Ag-Cu-Ti活性钎料的主要制备方法,常用的Ag-Cu-Ti活性钎料及熔化温度,Ag-Cu-Ti钎料钎焊各种陶瓷与陶瓷或陶瓷与金属,Ag-Cu-Ti活性钎料钎焊金刚石、石墨、玻璃、立方氮化硼、复合材料的应用研究进展及Ag-Cu-Ti活性钎料的改性研究。     

瞬间液相扩散焊与钎焊主要特点之异同

从焊接进程、凝固、氧化物的破碎、中间层与钎料的区别、接头组成、脆性相的形成与消除、压力的作用、接头强化机理等方面总结分析了瞬间液相扩散焊与钎焊的区别。强调指出了下述关键点 :(1)中间层的选取是获得两种不同焊接方法接头的首要前提 ;(2 )在钎焊中侧重点是润湿性 ,它是保证接头获得一定强度的首要前提与主要手段 ;(3 )在瞬间液相扩散焊过程中 ,除了润湿性之外 ,更为关注的是降熔元素的扩散。中间层中降熔元素向母材的持续扩散是TLP接合中液态区增宽、破碎氧化膜、等温凝固、均匀化现象的本质原因 ;降熔元素向母材的充分扩散及由此而出现的中间层成分的合理改变是TLP焊接成败的命脉     

Numerical modelling and experimental investigation of diffusion brazing SS304/BNi-2/SS304 joint

Abstract

The kinetics of dissolution and isothermal solidification at the bonding temperature during diffusion brazing SS304/BNi-2/SS304 has been studied through a combination of analytical modelling and experimental investigations. The modelling is based on the diffusion theory and the consideration of transient motion of liquid/solid interface. A set of coupled finite differential equations has been programmed to track the motion of liquid/solid interface during the isothermal solidification of liquid filler. Four parameters can be mathematically determined from the analytical modelling including the evolution of solute concentration profile, the maximum diffusion distance, and the maximum liquid thickness as well as the time to complete the isothermal solidification. These analyses are helpful to understanding the joining mechanism during diffusion brazing. The temperature dependent diffusion coefficient used in the modelling is derived together with the experimental data from brazing the wedge shaped joint specimen of SS304/BNi-2/SS304. The effects of bonding temperature and initial joint thickness on the joining process have also been investigated.     

国际钎焊技术最新进展

总结了最近3年来的4次国际焊接会议有关钎焊技术的最新进展.介绍了轻合金(包括铝合金、钛合金、镁合金)用新型钎料(或钎剂),锡基、Au-Ge等低温钎料,以及陶瓷钎焊用高温钎料的最新研究成果;新颖的纳米复合钎料和纳米叠层箔带中间层扩散焊技术的研究得到了关注;特殊的钎焊新工艺,包括超声波辅助钎焊、气体保护电弧钎焊、等离子钎焊...     

射频溅射薄膜改善氮化铝陶瓷与金属连接性研究

本文升绍了一种改善氨化铝(AIN)陶瓷与金属连接性的新工艺方法。首先采用射频溅射在AIN陶瓷表面沉积铝、钛薄膜,然后用真空钎焊和扩散焊实现经表面改性的AIN陶瓷与Cu和FeNi42等金属的连接。由于射频溅射于射频溅射的Al、Ti薄膜改善了AIN陶瓷与金属的润湿性,所以AIN／金属的结合强度咐显提高。通过对结台界面的显微形貌站构分析咀及接头应力计算,阐明了采用功能梯度材料(FGM)过渡层可以进一步改善AIN／金属的连接性。     

Interfacial reactions and diffusion path in partial transient liquid-phase bonding of Si_3N_4/Ti/Ni/Ti/Si_3N_4

1INTRODUCTIONPartialtransientliquid-phasebonding(PTLP),whichhastheadvantagesofbothbrazingandsolid-statediffusionbonding,isanewtechnologyusedforceramicjoining['~'].Recently,theauthorshavebeenstudyingthepartialtransientliquid-phasebondingofSi,N'/Ti/Ni/Ti/SisN'withtheemphasesonthemi-grationbehavi0roftheinterfaceandtheselectionofthebondingparameters[#1.Theinterfacialre-actionsbetweenmetalsandceramicsandthein-terfacestructuresareboththekeyfact0rswhichdeterminetheinterfacialstrength[','J.A…