Ti-Zr-Ni-Cu非晶钎料钎焊Si3N4陶瓷的连接强度

采用Ti40Zr25Ni15Cu20非晶钎料钎焊Si3N4陶瓷,研究钎焊工艺参数对界面反应层和接头连接强度的影响。结果表明:随着钎焊时间的增加和钎焊温度的提高,接头弯曲强度都表现出先上升后下降的趋势;钎焊工艺参数对连接强度的影响主要是由于影响反应层厚度所致;在相同钎焊工艺条件下,采用Ti40Zr25Ni15Cu20非晶态钎料和晶态钎料相比,其接头连接强度提高了84%。     

Ti-Zr-Ni-Cu非晶钎料在Si3N4陶瓷上的润湿性研究

针对Si3N4陶瓷的高温活性钎焊要求,设计了高温Ti-Zr-Ni-Cu非晶钎料成分,并采用单辊急冷法成功制备了Ti-Zr-Ni-Cu非晶钎料.对比分析了相同成分的Ti-Zr-Ni-Cu非晶和晶态钎料在Si3N4陶瓷表面的润湿情况.结果表明:在低真空条件下,晶态钎料能够润湿Si3N4陶瓷,非晶钎料却因完全氧化而失效.在5×10-3Pa高真空条件下,非晶钎料的润湿性优于晶态钎料,在研究的Ti-Zr-Ni-Cu非晶钎料中,Ti40Zr25Ni15Cu20非晶钎料对Si3N4陶瓷的润湿性最佳.     

Cu-Ni-Ti非晶钎料钎焊Si3N4陶瓷的界面结构及连接强度

采用Cu-Ni-Ti非晶钎料钎焊Si3N4陶瓷,利用SEM、EDS等分析手段研究了其钎焊界面的微观结构.结果表明:反应层由两部分组成,其中紧靠Si3N4陶瓷的反应层Ⅰ由TiN化合物组成,Ti-Si化合物构成了反应层Ⅱ.在1100℃×10 min下钎焊时,其接头强度有最大值284.6 MPa.在相同的钎焊工艺条件下,非晶钎料接头强度高于同成分晶态钎料.     

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.     

用非晶钎料加中间层连接Si3N4陶瓷的试验

采用TiZrCuB非晶钎料并用Cu箔为中间层连接Si3N4陶瓷,研究了钎料成分、钎焊工艺和中间层厚度等对接头室温和高温强度的影响.结果表明:采用Ti40Zr25CuB0.2非晶钎料和70μm厚的Cu箔中间层,在1 323 K,30 min及0.027 MPa压力下钎焊连接Si3N4陶瓷,其接头在室温下的四点抗弯强度最高...     

Ni-Sn-Ti合金钎料对Si3N4陶瓷的润湿性研究

采用一系列Ni-20Sn-xTi合金钎料进行了Si3N4/Si3N4真空钎焊连接研究.结果表明:Ni-20Sn-10Ti合金钎料对Si3N4陶瓷具有最好的润湿性,同时能够有效地提高接头的连接强度.     

采用复合钎料钎焊Si3N4陶瓷

采用TiN／Ag—Cu—Ti复合钎料连接Si3N4陶瓷材料，采用扫描电镜观察了接头组织。TiN颗粒与Ag—cu组织结合紧密，并未与钎料基体进行反应，在钎缝中分布比较均匀，形成了局部金属基复合材料组织。由于颗粒与液态钎料之间能够形成较强的毛细作用，提高了活性元素Ti扩散的能力，Ti元素能够充分扩散到钎料与母材的界面上进行反应，生成一层致密的反应层。接头抗剪强度表明，在一定范围内，采用复合钎料可以明显提高接头强度。     

Ni元素对铜磷非晶钎料性能的影响

利用单铜辊甩带法制备了成分(质量分数,%)为(Cu PSn)92Cu8-xNix(x=4、5、6、7、8)的系列合金带材。采用X射线衍射仪及差示扫描量热仪研究了Ni元素对铜磷钎料的非晶形成能力及熔化温度的影响;采用铺展实验法研究了含Ni元素的铜磷钎料在紫铜板上的润湿性能。结果表明,当Ni的含量为8%时的非晶形成能力最强。当Ni含量从4%增加到8%时,钎料的液相线温度从634℃下降到617℃,而固相线的温度只有略微上升。随着钎料中Ni含量的增加,钎料在紫铜板上的铺展面积逐渐增加,当Ni含量为7%时铺展面积达到最大值167 mm2,继续增加到8%时铺展面积有略微的减少。     

含Ti活性钎料钎焊Si3N4陶瓷时的前驱膜现象

在研究Ag-Cu-Ti、Cu-Ni-Ti活性钎料对SiN4陶瓷浸润性的铺展性试验中，发现在钎料铺展前沿存在一圈前驱膜。试验结果表明：Ag-Cu-Ti钎料的前驱膜宽度很窄，而Cu-Ni-Ti钎料的浸润性与前驱膜宽度有较好的对应关系，浸润性改善时，前驱膜宽度也随之增加。     

Si元素对Ti-Cu-Zr-Ni基非晶钎料微观组织和性能的影响

采用电弧熔炼和快冷甩带工艺制备了(Ti_0.46Cu_0.14Zr_0.27Ni_0.13)_1-xSi_x非晶钎料,研究了添加一定量的Si对钎料非晶形成能力的影响。结果表明,当Si的含量达到0.5%时钎料的非晶形成能力最强,钎料的润湿面积为3.06 cm₂,过冷液相区宽度(?T_x)?T_x=56 ℃,约化玻璃转变温度(T_rg)T_rg=0.5387,液相线温度为949 ℃。以此非晶合金作为钎料对SiC和TC4进行真空钎焊,所得钎焊接头剪切强度为80 MPa。Si元素的加入显著提高了钎料的非晶形成能力。     

Invar合金与Si_3N_4陶瓷钎焊接头界面组织和性能研究

采用Ag Cu Ti活性钎料对Invar合金和Si3N4陶瓷进行钎焊连接,研究了接头界面组织及其形成机制,分析了钎焊工艺参数对接头界面结构和性能的影响。结果表明,钎焊过程中液态钎料中的活性元素Ti与Si3N4陶瓷发生反应,在陶瓷界面形成致密的Ti N和Ti5Si3反应层;同时,Invar合金向液态钎料中溶解,与活性元素Ti反应生成脆性的Fe2Ti和Ni3Ti化合物。钎焊温度和保温时间影响Si3N4陶瓷界面反应层的厚度以及接头中Fe2Ti和Ni3Ti脆性化合物的形成量和分布,这两方面共同决定着接头的抗剪强度。当钎焊温度为870℃,保温15 min时,接头的平均抗剪强度最大值达到92.8 MPa,此时接头的断裂形式呈现沿Si3N4陶瓷基体和界面反应层的复合断裂模式。     

PCD用钎料及钎焊工艺的研究

PCD的广泛应用给钎焊技术提出了更高的技术要求，常规钎料已不能满足高疲劳，高温抗剪的要求，根据Ag,Cu,Zn,Cd,Ni,Co,Mn等元素在钎料中的作用和特点，进行分析和选择从而配制了十几种牌号的钎料，并对其熔点，强度，钎焊工艺进行了研究，研制出一系列新型的银基钎料，研究和使用结果表明，研制的系列钎料分别适宜不同工作条件下的PCD工具的钎焊。     

扩散处理对Si3N4陶瓷与金属钎焊接头的强化作用

用扫描电子显微镜、能谱仪及X射线衍射仪分析和讨论了复合电镀Ni-Ti陶瓷与金属钎焊接头的强度、微观结构和其界面结合机制。试验表明：扩散处理对陶瓷与金属钎焊接头有强化作用。经辉光扩散处理后，Ti向陶瓷界面扩散，Ni-Ti层与陶瓷发生界面反应。     

Ag37.5Cu48.8Zn5.5Mn8.2钎焊Cu3Ag0.5Zr合金接头组织和性能研究

制造氢氧催化燃烧换热器所用材料逐渐向高强高导铜合金过渡,而换热器翅片和隔板的钎焊关系到换热器的热效率、服役安全性和可靠性。本文就高强高导Cu3Ag0.5Zr合金翅片与隔板的钎焊展开研究。使用箔带Ag37.5Cu48.8Zn5.5Mn8.2作为钎料,对钎缝宽度为50-200 μm的Cu3Ag0.5Zr合金接头进行钎焊,钎焊温度为840℃-900℃,保温时间为5 min-20 min。通过水淬快速冷却的方法将保温阶段钎缝处固液界面形貌保留下来,利用扫描电镜和能谱仪对接头钎缝组织和剪切断口形貌进行研究,利用万能力学试验机对接头剪切性能进行测试。研究表明：钎缝组织的形成经历了母材向钎料区溶解、富Cu相等温凝固和降温凝固三个阶段,形成了三种钎缝组织。分别为：富Ag相呈网状分布于母材和钎料区富Cu相之间、钎料区AgCu共晶组织、共晶组织和富铜相组成钎料区组织,另外CuZr相分布于界面区和钎料区,钎料区中Mn固溶于富Ag相和富Cu相中,其中CuZr相和Mn元素和接头剪切强度有一定的相关性,钎缝组织中的CuZr相对削弱了接头剪切强度,Mn元素则强化了接头剪切性能。钎焊温度、保温时间和钎缝宽度通过影响钎缝处钎焊组织、CuZr相和钎料区Mn元素含量,影响接头剪切性能。当钎缝宽度为100 μm,在870℃保温5 min时,接头剪切强度达到最大,为308.29 MPa。     

元素合金化对Nb基高温合金组织和力学性能的影响

综述了近年来国内外在合金化改善Nb基高温合金组织形貌、提高力学性能方面所取得的进展,分析了Ti,Cr,Hf和Mo等合金化元素对合金中Laves相,亚稳相Nb3Si和γ-Nb5Si3的影响,总结了合金元素对材料力学性能的影响规律.     

合金成分对Al-Mn-Mg合金力学性能的影响

通过力学性能测试、显微组织及断口形貌分析,研究了主要合金元素、杂质含量对Al-Mn-Mg合金力学性能的影响。采用正交试验方法优化了Al-Mn-Mg合金的化学成分。结果表明,Mg主要起固溶强化作用;Mn可以改变含铁化合物的形态;低含量Si、适量Mn、Mg的铝合金具有优良的力学性能。     

Cu元素对铝/铜钎焊用Zn-Al钎料性能的影响

研究了Cu元素对铝/铜钎焊用Zn-Al钎料的熔化温度、铺展性、接头剪切强度及焊缝组织的影响.结果表明,在Zn-10Al钎料中通过添加Cu元素,可以改善在铝表面上的铺展性能,却降低了在铜表面上的铺展性能,其熔化温度(液相点)降低.当添加一定比例的Cu元素时,可使焊缝中钎料层与铜母材之间界面的组织变细小,从而提高钎焊接头的剪切强度.Cu元素含量过高时,在靠铜侧钎料层会生成层状相.     

CuNiTiB急冷钎料对Si3N4陶瓷的连接

经过急冷处理的Ｃｕ（５ ～２５）Ｎｉ（１６ ～２８） ＴｉＢ 钎料的组织比未经急冷处理的钎料更加均匀,有利于提高Ｓｉ３Ｎ４／Ｓｉ３Ｎ４ 接头的强度。当选用的钎料层厚度为４０ μｍ 和８０ μｍ 时, 接头的三点弯曲强度值分别达到４０２ ＭＰａ 和３８０ ＭＰａ 。分析了接头中元素Ｃｕ , Ｎｉ, Ｔｉ 的面分布。钎料层厚度大小影响接头的强度, 对其原因进行了探讨。     

合金元素对Zr基大块非晶晶化行为的影响

利用准晶的共轭结构模型构造出了Zr基非晶合金中准晶相的原子结构模型,用递归方法研究了合金元素对非晶晶化过程的影响.结果表明:Zr基非晶合金析出的准晶相存在Zr6Ni,Ni6Zr2种结构,Ni6Zr结构优先析出;合金元素Ag,Pd,Pt,Au固溶于准晶中时,占据Cu,Ni原子的位置,增大近邻原子间的相互作用,这从电子理论角度解释了合金元素Ag,Pd,Pt,Au稳定地促进二十面体准晶(I)相析出的事实.