Si_3N_4/Ti/Ni/Ti/Si_3N_4部分瞬间液相连接接头的强度与断裂

在温度为１２７３ ～１４２３ Ｋ、时间为０ ．９ ～７ ．２ ｋｓ 和０ ．１ ＭＰａ 压应力的条件下进行了Ｓｉ３Ｎ４／Ｔｉ／Ｎｉ／Ｔｉ／Ｓｉ３Ｎ４ 的部分瞬间液相连接, 结合ＳＥＭ, ＥＤＳ 和ＸＲＤ 测试结果, 分析了连接温度和时间对接头常温四点弯曲强度和断裂方式的影响。通过用反应层厚度来表征界面强度, 用σＲｅｓθｍａｘ 来评价近界面陶瓷断裂, 用σＲｅｓθ＝ ０ 来评价界面断裂, 建立了界面强度、陶瓷强度和残余应力与接头强度和三种断裂类型的关系模型。     

SiC陶瓷与TiAl基合金扩散连接接头的强度及断裂路径

进行了ＳｉＣ陶瓷与ＴｉＡｌ基合金（ＴＡＤ）的真空扩散连接,给出了接头的剪切强度,并采用ＳＥＭ、ＥＰＭＡ和ＸＲＤ分析了接头的断裂路径。结果表明,在１５７３Ｋ和０．３～２８．８ｋｓ的连接条件下,当连接时间较短时接头强度较高,如室温时为２４０ＭＰＡ,高温（９７３Ｋ）时为２３０ＭＰａ接头在（Ｔｉ５Ｓｉ３Ｃｘ＋ＴｉＣ）／ＴＤＡ界面处断裂。随着连接时间的增加,接头强度降低频接头的断裂路径也由造近ＴＡＤ的（Ｔｉ     

活性元素Ti在Ni基钎焊合金／Si3N4界面上动态行为研究

通过润湿性试验研究了Ｎｉ－Ｔｉ合金及（ＢＮｉ－２＋Ｔｉ）合金中Ｔｉ在Ｓｉ３Ｎ４表面的动态行为。利用ＥＰＭＡ和Ｘ－Ｒａｙ技术,分析了Ｎｉ基钎焊合金与Ｓｉ３Ｎ４陶瓷间界面元素分布像及界面相产物。高温Ｎｉ基钎焊合金中Ｔｉ与Ｎｉ的亲合力很强,使合金中Ｔｉ难于向Ｓｉ３Ｎ４侧偏聚而失去活性。热力学计算表明合金中Ｔｉ与Ｓｉ３Ｎ４的界面反应不仅与反应吉布氏自由能△Ｇ有关,也与Ｔｉ在合金中扩散激活能及Ｓｉ３Ｎ４的分解能有关。     

残余热应力对Si3N4／金属钎焊接头性能的影响

利用Ｘ射线衍射微区应力测定及剪切断裂实验方法研究了Ｓｉ３Ｎ４／金属钎焊接头中的残余热应力分布,分析和讨论了残余热应力对接头断裂形式及强度的影响。结果表明,在Ｓｉ３Ｎ４／金属钎焊接头中由于残余热应力的作用,使断裂常常发生在Ｓｉ３Ｎ４一侧。本实验通过选用热膨胀系数与Ｓｉ３Ｎ４相近的金属进行钎焊,结果可以有效地降低接头中的残余热应力,提高接头强度。另外,钎焊界面上Ｃｕ应力缓解层的加入也有利于使接头中残余热应力进一步降低。     

Cu—Nu—Ti合金钎料对Si3N4陶瓷的润湿与连接

采用座滴法研究了Ｃｕ－Ｎｉ－（２７－５６）Ｔｉ合金（原子分数,％,下同）在Ｓｉ３Ｎ４陶瓷上的润湿行为。选用真空熔炼合金Ｃｕ３８Ｎｉ３０Ｔｉ３２和Ｃｕ３４Ｎｉ２７Ｔｉ３９作为钎料时,获得的Ｓｉ３Ｎ４／Ｓｉ３Ｎ４接头的强度不理想。     

Cu-Ni-Ti合金钎料对Si_3N_4陶瓷的润湿与连接

采用座滴法研究了Ｃ４－Ｎｉ－（２７—５６）Ｔｉ合金（原子分数,％,下刚在Ｓｉ３Ｎ４陶瓷上的润湿行为选用真空熔炼合金Ｃｕ３８Ｎｉ３０Ｔｉ３２和Ｃｕ３４Ｎｉ２７Ｔｉ３９作为钎料时,获得的Ｓｉ３Ｎ／Ｓｉ３Ｎ４接头的强度不理想在降低钎料含Ｔｉ量的同时适当降低含Ｎｉ量,重新设计了两种Ｃｕ－Ｎｉ－Ｔｉ（Ｓｉ,Ｂ）合金钎料,并采用膏状形式改善针料成分的均匀性,在１３５３Ｋ,１０ｍｉｎ的针焊条件下获得的Ｓｉ３Ｎ４／Ｓｉ３Ｎ４接头最高三点弯曲强度分别提高至３３８．８和２０６９ＭＰａ,并对Ｓｉ３Ｎ４／Ｓｉ３Ｎ。接头的界面反应进行了分析     

用Fe—Ti合金扩散连接SiC陶瓷

利用Ｆｅ－Ｔｉ合金在１４７３－１７２３Ｋ，０．９－５．４ｋｓ的接合条件下对常压烧结ＳｉＣ陶瓷进行了真空扩散连接，接头中形成ＴｉＣ，ＦｅＳｉ，Ｔｉ５Ｓｉ３反应相，试验结果表明，用Ｆｅ－５０Ｔｉ（ａｔ％）合金，在１６２３Ｋ，２．７ｋｓ的接合条件下，接头的高温（９７３Ｋ）剪切强度达到１３３ＭＰａ。     

反应层厚度对AI203／AgCuTi／Ti—6AI—4V接头强度的影响

通过保持一定钎焊温度,改变钎焊时间得到不同反应层厚度的ＡＩ２Ｏ３／ＡｇＣｕＴｉ界面。结合扫描电镜（ＳＥＭ）和力学试验结果,分析了反应层厚度对ＡＩ２Ｏ３／ＡｇＣｕＴｉ／Ｔｉ－６ＡＩ－４Ｖ接头强度的影响。结果表明：厚度为１．５μｍ时,接头强度达到最大值１２５ＭＰａ;厚度小于１μｍ,剪切试样沿反应层和ＡＩ２Ｏ３陶瓷界面断裂;大于３μｍ,沿反应层断裂,反应层厚度较薄时,接头强度取决盱界面强度和残余应力的大小;反应层厚度较厚时,接头强度取决于反应层自身强度和残余应力的大小。     

用非晶态合金作中间层对Si_3N_4陶瓷进行扩散焊连接

研制了两种非晶态物质Ｃｕ_（５０）Ｔｉ_（５０），Ｃｕ_（５０）Ｔｉ_（５０）Ｂ作为对Ｓｉ_３Ｎ_４扩散焊连接的中间层材料．研究结果表明：用非晶态作为中间层可改善工艺条件，降低扩散焊温度；非晶态中间层接头比其相应晶态中间层接头的剪切强度有明显提高．其中硼对提高接头剪切强度贡献很大．用非晶态Ｃｕ_（５０）Ｔｉ_（５０）Ｂ作中间层时，接头强度最高可达３４０ＭＰａ用晶态和非晶态Ｃｕ_（５０）Ｔｉ_（５０），Ｃｕ_（５０）Ｔｉ_（５０）Ｂ作中间层对Ｓｉ_３Ｎ_４进行扩散焊连接的机制是：活性元素Ｔｉ向陶瓷界面扩散和富集并与Ｓｉ_３Ｎ_４发生反应生成界面相ＴｉＮ，ＴｉＳｉ_２等．从而实现连接．     

Si3N4复合陶瓷材料的微观组织和断裂机制

使用ＡＥＭ和ＨＲＥ他添加纳米ＳｉＣ颗粒和同时添加纳米ＳｉＣ颗粒及ＳｉＣ晶须的两种Ｓｉ３Ｎ４复陶瓷材料的微观组织和断裂机制。结果表明,部分ＳｉＣ颗粒分布在ＳｉＣ晶内,ＳｉＣ晶须分布在Ｓｉ３Ｎ４晶粒之间,ＳｉＣ颗粒和晶须与Ｓｉ３Ｎ４界面之间不存在第二相组织,非晶组织大多分布在Ｓｉ３Ｎ４三叉晶界。断裂裂纹主要沿晶界和相界面扩展,也可能穿过少数Ｓｉ３Ｎ４晶粒。当裂纹扩展遇到ＳｉＣ颗粒和／或ＳｉＣ晶须时,会