用中间层为非活性金属FeNi/Cu的Si3N4陶瓷与Ni的扩散连接

采用非活性金属中间层FeNi/Cu在高、低真空条件下进行了Si3N4陶瓷与Ni的扩散连接,然后对部分接头进行了热等静压(HIP)后处理,测定了连接接头的四点弯曲强度,用扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)和X射线衍射仪(XRD)对连接界面区域进行了分析.结果表明,采用非活性金属中间层扩散连接Si3N4陶瓷与Ni,在高真空和低真空条件下均能获得高强度连接,连接界面处没有形成Ni-Si化合物反应层,连接时间对接头强度的影响不明显.上述特征与用活性金属中间层连接时的情况截然不同.本文的连接方法有着重要的工程应用前景.     

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.     

Si3N4陶瓷连接技术研究进展

Si3N4陶瓷的连接技术作为其广泛使用的重要前提,受到了国内外学者的广泛关注.文中概述了近年来国内外几种Si3N4陶瓷与自身及其它金属材料的连接技术,涉及的连接方法包括活性金属钎焊、固相扩散连接、瞬时液相扩散连接和玻璃焊接,重点介绍了Si3N4陶瓷连接时的接头界面结构、连接机理及接头质量.     

Si3N4陶瓷/Inconel 600合金液相诱导扩散连接接头的强度与断裂行为

利用Nb／Cu／Ni复合层作中间层，采用液相诱导扩散连接方法连接了Si3N4陶瓷／Inconel 600合金，用剪切试验评价接头强度，采用扫描电镜(SEM)观察接头的断口形貌，系统地分析了连接压力、连接时间，连接温度对Si3N4陶瓷／Inconel 600合金液相诱导扩散连接接头的强度和断裂行为的影响。结果表明，连接温度(在连接时间为3000s以及连接压力为5MPa条件下)、连接压力(在连接温度为1130℃以及连接时间为3000s条件下)和连接时间(在连接温度为1130℃以及连接压力为10MPa条件下)都与接头的剪切强度呈抛物线关系。     

Si3N4/Ni/TiAl扩散连接接头界面结构及性能

采用厚度为80 μm的镍中间层实现了Si3N4陶瓷和TiAl合金的扩散连接.采用扫描电镜(SEM),能谱检测(EDS)等分析方法确定了TiAl/Ni/Si3N4扩散焊接头的典型界面结构为TiAl/Al5Ni2Ti3/AlNi2Ti/Ni3(Ti,Al)/Ni(s,s)+Ni3Si/Si3N4.重点分析了连接温度对接头界...     

Ti/Cu/Ti部分瞬间液相连接Si_3N_4的界面反应和连接强度

用Ti/Cu/Ti多层中间层在 12 73K进行氮化硅陶瓷部分瞬间液相连接 ,实验考察了保温时间对连接强度的影响。用SEM ,EPMA和XRD对连接界面进行微观分析 ,并用扩散路径理论 ,研究了界面反应产物的形成过程。结果表明 :在连接过程中 ,Cu与Ti相互扩散 ,形成Ti活度较高的液相 ,并与氮化硅发生反应 ,在界面形成Si3N4 /TiN/Ti5Si3 Ti5Si4 TiSi2 /TiSi2 Cu3Ti2 (Si) /Cu的梯度层。保温时间主要是通过影响接头反应层厚度和残余热应力大小而影响接头的连接强度     

TiB2金属陶瓷与TiAl金属间化合物的扩散连接

对TiB2金属陶瓷与TiAl金属间化合物进行了扩散连接试验，研究了直接扩散连接和采用Ni为中间层进行扩散连接的接头界面结构及工艺参数对界面结构和连接性能的影响。直接扩散连接时，连接界面处生成了Ti(Cu，Al)2金属间化合物，采用Ni为中间层进行扩散连接时，界面处生成了单层TiAlNi2金属间化合物层和两层T1，Al，N2扩散层共三层结构。直接扩散连接时，连接温度T＝1223K，时间t=1．8ks，压力p＝80MPa时接头强度为103MPa；采用Ni为中间层时，连接温度T＝1273K，时间t=1．8ks，压力p=80MPa时接头强度为110MPa。     

中间层材料对Si3N4陶瓷/Inconel 600高温合金连接性的影响

主要采用不同的中间层材料进行Si3N4陶瓷／Inconel 600连接试验，通过剪切试验测定连接接头的抗剪强度，采用扫描电镜、电子探针等分析手段分析由不同材料组成的复合中间层对Si3N4陶瓷／Inconel 600高温合金连接性的影响。研究表明，当中间层材料在连接温度下与紧邻陶瓷连接面的位置能形成含活性元素的局部液相时，可以实现Si3N4陶瓷／Inconel 600的连接。当中间层含有连接过程不熔化的软金属层时，接头强度明显提高。     

Ti40Zr25Ni15Cu20非晶钎料钎焊Si3N4陶瓷的界面结构及强度

采用Ti40Zr25Ni15Cu20非晶钎料进行了Si3N4陶瓷真空钎焊连接,利用SEM、EDX等微观分析手段,研究了钎焊界面的微观结构,得出界面反应层有两部分组成,接头界面微观结构为Si3N4/TiN/Ti-Si,Zr-Si化合物/钎缝中心;在相同钎焊工艺条件下,研究对比了晶态和非晶态钎料钎焊接头的强度,发现非晶态钎料钎焊的接头强度大大超过用晶态钎料钎焊的接头.     

Ti箔厚度对Si3N4/Ti/Cu/Ti/Si3N4部分瞬间液相连接界面结构及强度的影响

采用Ti／Cu／Ti中间层在l273K、180min的条件下，改变Ti箔厚度进行Si3N4陶瓷的部分瞬间液相(PTLP)连接，讨论Ti箔厚度对界面结构及连接接头强度的影响，用扫描电镜、电子探针对连接界面区域进行了分析。结果表明，在试验范围内，Ti箔厚度为10μm时Si3N4／Ti／Cu／Ti／Si3N4接头的室温强度最高，为210MPa。PTLP连接时，当连接温度和时间不变，且连接时间能保证等温凝固过程充分进行的条件下，Si3N4／Ti/Cu／Ti／Si3N4连接界面结构、反应层厚度、等温凝固层厚度随着Ti箔厚度改变而改变。     

真空液相活化烧结对金刚石孕镶体性能的影响

本文研究金刚石刀头真空热压烧结与普通热压烧结的烧结成型及结合性能。通过真空烧结采用含有强碳化物形成元素的低熔点预合金粉末作为粘结相，采用三点弯曲试验测试了普通热压烧结与真空液相活化烧结试样的抗弯强度，用SEM观察了断口金刚石表面的界面反应。结果表明，采用真空液相活化烧结使得钛元素在金刚石表面聚集，与碳原子形成碳化钛，提高了金刚石与基体金属的结合力以及基体自身的强度。切割实验表明真空液相活化烧结刀头锋利度及寿命明显提高。     

Vacuum Brazing Processes of Aluminum Foam

采用3种钎焊工艺焊接泡沫铝进行对比实验,焊接工艺包括:在高真空(真空度为10-3Pa)条件下采用复合层钎料进行钎焊;在低真空(真空度为1Pa)条件下采用复合层钎料进行钎焊;在高真空(真空度为10-3Pa)条件下采用单层钎料进行钎焊。对焊接接头的宏观、微观特性与抗弯强度进行分析比较。结果表明:在高真空条件下采用复合层钎料进行钎焊可获得满意的接头,接头强度明显高于母材;在低真空条件下采用复合层钎料进行钎焊所得到的接头强度明显低于母材;在高真空条件下采用单层钎料进行钎焊所得到的接头强度略低于母材。     

Characterization of Transient Liquid-Phase Bonded Joints in a Copper-Beryllium Alloy with Silver-base Interlayer

Transient liquid-phase diffusion bonding was employed to join copper-beryllium alloy using three silver-base interlayers. The bonding process was carried out at different temperatures under argon and vacuum atmospheres for various hold times. Interfacial microstructures were examined by scanning electron microscopy. Microhardness, tensile, and fatigue tests were used for evaluating the mechanical properties. Maximum tensile strength of 156.45?MPa was obtained for bonds processed at 780?°C. Fatigue strength of bonds fabricated in vacuum was higher than those of bonds prepared in argon atmosphere. The diffusion of the main elements from the interlayers into the base metal was the main controlling factor pertaining to the microstructural evolution of the joint interface.     

The effect of different crystal conditions of filler metal on vacuum brazing of TiAl alloy and 42CrMo

Ti-based filler metals made by transient solidification and normal crystallization were selected for the vacuum brazing of the TiAl alloy and 42CrMo under different processing parameters. The results show that the tensile strength of the joint of transient solidified filler metal is higher than that of normal crystallized filler metal under the same processing parameters. By the analysis of scanning electron microscope（SEM） and X-ray diffracting （XRD） , it is found that the higher strength maybe caused by the generating of TiAl , TiNi and TiCu at the interface of joint made by transient solidified filler metal.     

铝/镀镍钢焊接头的组织形貌及力学性能分析

采用超声焊接对0.1 mm铝/镀镍钢片进行焊接研究,调整焊接工艺并获得不同的焊接接头。利用力学性能测试、硬度测试和接头焊缝组织试验,观察分析接头强度和硬度的变化,总结了接头形成的机理。结果表明:焊接时间与焊接振幅相对于焊接压强对接头强度的影响较大;焊接振幅对接头硬度的影响程度大于焊接时间,说明焊接振幅可提高金属晶粒的细化程度;超声焊接可破碎金属表面氧化膜,且焊接结合区未发现严重的熔化现象,而结合面的金属键合作用和物理冶金反应对接头的形成过程起了关键作用,是实现固相连接的基础。     

铝／镍层状复合金属的工艺制备技术研究

广泛应用于电池极耳的铝／镍层状复合金属材料，性能要求在保证复合强度的同时，必须控制镍层显微硬度在较低值范围。采用可控气氛热复合工艺，很好地解决了复合强度与镍层硬度控制的矛盾。讨论了可控气氛热复合的机理、退火过程中复合界面的组织变化对复合强度的影响。结果表明：可控气氛热复合机理可用表面热激活机制来进行解释；由于可控气氛热复合技术临界轧制复合变形率较低，采用该技术可最终制备出满足性能要求的铝／镍复合金属带材；严格控制退火工艺特别是温度，可优化工艺、避免金属间化合物的有害作用。     

SiC陶瓷与TiAI合金的真空钎焊

采用Ag-Cu-Ti钎料对常压烧结的SiC陶瓷与TiAl金属间化合物进行了真空钎焊,并对接头的微观组织和室温强度进行了研究。结果表明,利用Ag-Cu-Ti钎料可以实现SiC与TiAl的连接;接头界面具有明显的层状结构,即由Ti-Cu-Si合金层、富Cu相与富Ag相的双相层和Ti-Al-Cu合金层组成;在1173K和10min的钎焊条件下,接头室温剪切强度达到173MPa。     

Silicon nitride-nickel joints through diffusion bonding

Diffusion bonding of Si₃N₄ to Ni under low vacuum conditions was studied. The joint interfaces were analysed in terms of microstructure, elemental diffusion, chemical reactions and mechanical properties. The mechanisms involved in the bonding process were investigated and related to the characteristics of the starting material, to the adopted experimental conditions and to the joint fracture strength. Interdiffusion and intrinsic diffusion coefficients of the elements involved (Ni, Si) in the diffusion process and the relative activation energies were calculated. The expected formation of brittle silicides at the interface was avoided through the use of relatively short soaking times and small applied pressures. A high flexural strength value was obtained (maximum value 473 MPa).     

SiCP颗粒增强Al基复合材料的瞬间液相连接

采用Ni箔和Cu/Ni/Cu多层箔作中间层在923K进行了SiC颗粒增强铝基复合材料的瞬间液相连接。研究表明,无压连接时,接头强度随保温时间延长有所增高,但界面处会存在纯金属（无增强颗粒）区域和氧化物夹杂,是导致接头强度不高的主要原因。加压TLP连接则能有效改善界面组织和接头性能。采用Cu/Ni/Cu多层箔作中间层加压连接时接头强度可达189．6MPa,约为母材强度的85％。本文对压力的作用和复合材料TLP连接界面特性进行了讨论。