用非晶态合金作中间层扩散连接Si_3N_4与40Cr钢的研究

本文采用非晶态Ｃｕ_（５０）Ｔｉ_（５０）Ｂ薄膜和纯Ｎｉ缓释层作复合中间层，较好地实现了ｓｉ_３Ｎ_４与４０Ｃｒ钢的扩散连接，连接时间和连接温度及缓释层厚度对接头的强度影响很大最佳连接工艺为：９００℃·４０ｍｉｎ·３０ＭＰａ，Ｎｉ缓释层的合适厚度为１ｍｍ接头的微观分析表明：缓释层与非晶态Ｃｕ_（５０）Ｔｉ_（５０）Ｂ之间存在着较强的物理冶金交互作用，导致非晶态中间层中的Ｔｉ的活度降低，并产生脆性金属间化合物，使接头强度下限Ｍｏ是较理想的阻挡层材料在非晶态Ｃｕ_（５０）Ｔｉ_（５０）Ｂ与Ｎｉ缓释层之间插入Ｍｏ层，能有效地抑制两者间的物理冶金交互作用，并缓解了接头的残余热应力，提高了接头的强度本文提出了陶瓷与金属扩散连接接头的新模式为：陶瓷／用于扩散反应的中间层／阻挡层／缓释层／金属。     

用非晶态合金作中间层对Si3N4陶瓷进行扩散焊连接

研制了两种非晶态物质Ｃｕ５０Ｔｉ５０，Ｃｕ５０Ｔｉ５０Ｂ作为对Ｓｉ３Ｎ４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以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Ｃｕ５０Ｔｉ５０Ｂ作中间层时，接头强度最高可达３４０ＭＰａ。用晶态和非晶态Ｃｕ５０Ｔｉ５０，Ｃｕ５０Ｔｉ５０Ｂ作中间层对Ｓｉ３Ｎ４进行扩散焊     

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．     

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（EPMA0和X射线衍射仪（XRD）对连接界界面区域进行了分析。结果表明,采用非活性金属中间扩散连接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。上述特征与用活性多种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。     

TLP焊用非晶态中间层合金的制备及焊接性能

研究了适于16Mn钢TLP焊用非晶态Ni-Si-B中间层合金的成分及相选择,在热力学模拟试验机上对16Mn钢进行了TLP焊接,分析了中间层合金的焊接性能、结合界面组织和接头力学性能.结果表明,非晶态镍基中间层合金在TLP焊16Mn钢的过程中具有良好的润湿性和铺展性.接头填充饱满,组织均匀,界面母材与原始组织相比未有粗化迹象.焊接工艺参数为轴向压力10 MPa、升温速度50℃/s、焊接温度1150℃和保温时间5min条件下,所得接头的弯曲角达90°.Ni基非晶态中间层实现了16Mn钢TLP焊高强度连接.     

用Al作中间层的Si3N4陶瓷的扩散焊接

在温度为600℃，压强为30MPa和保温2h的条件下，成功地实现了Si3N4／Al／Si3N4试样的直空扩散连接，用SEM和EPMA方法进行的连接机理分析表明，Si3N4和Al的连接是通过有限的原子相互扩散实现的。用SEM和EDXA方法研究了Si3N4／Al界面的断口。结果表明，Si3N4／Al界面的断裂模式属于界面脆性剥离。     

镓中间层1420铝锂合金扩散连接界面组织与性能

采用机械加压的方法,在大气环境下开展镓中间层1420铝锂合金扩散连接试验;通过光学显微镜、扫描电镜和剪切强度试验等方法,研究了温度、压力、时间3个参数对界面组织和接头性能的影响规律。结果表明,温度越高,压力越大,时间越长,形成的界面组织越好,接头性能越高,且接头剪切断口形貌表现为越来越多的撕裂带,其规律与普通扩散连接相同。当温度520℃、压力11MPa、时间1h时,接头剪切强度达到81.6MPa。随着温度的增加和时间的延长,在界面附近形成了越来越宽的镓分布层,表明中间层镓沿晶界向母材的扩散距离越来越大,反映出原子扩散进行的越来越充分。但压力对此影响不大。     

温度对纯铁中间层连接低活化钢扩散行为的影响

采用Gleeble-3500热模拟试验机,在950～1 100℃进行了低活化钢加纯铁中间层的扩散连接,通过对连接界面附近显微组织、元素分布和显微硬度的分析和测试,研究了温度对连接界面元素扩散行为的影响。结果表明：经不同温度扩散连接后,接头的显微组织由母材的板条马氏体、连接界面处的Fe-Cr固溶体和中心层未发生扩散的纯铁3部分组成。连接界面处发生互扩散形成扩散层,扩散层的厚度随温度升高而增加;Cr元素在纯铁中间层的扩散符合菲克第二定律,扩散系数与温度的关系为D=1.43×10^-7 exp（-210 900/RT）。     

铝基复合材料的Al-Cu合金中间层瞬间液相扩散连接

采用Al—Cu合金作为中间层研究了铝基复合材料(Al2O3p／6061Al)瞬间液相扩散连接接头的组织与力学性能。研究结果表明，在Al—Cu／A12O3p／6061Al接头中无明显的增强相偏聚区和增强相贫化区，且接头成分分布较为均匀；在Al—C。合金中间层厚度30μm、连接温度600℃、连接时间30min条件下，接头抗剪强度为130～140MPa,较Cu／A12O3p／6061Al接头抗剪强度提高45％。因此，采用Al—Cu中间层是改善铝基复合材料接头力学性能的有效途径。     

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。     

非晶态金属箔带作中间层的瞬间液相扩散焊焊管技术

介绍了近下搂日本在采用瞬间液相扩散焊焊管方面的一睦进展,并综合分析了其原因。     

镍作中间层脉冲加压扩散连接钛合金与不锈钢

采用纳米Ni粉、纳米Ni镀层、Ni箔作中间过渡层,对TA17近。型钛合金与0Cr18Ni9Ti不锈钢进行了脉冲加压扩散连接,接头抗拉强度分别达到了175,212,334MPa。在金相显微镜下,对拉伸断口形貌进行了观察和分析;利用扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X射线衍射分析（XRD）测定了连接接头各区域内的微区成分和物相。结果表明,纳米Ni粉致密度不够高,纳米Ni镀层质量不够高,在很大程度上限制了接头强度的提高;Ni箔中间层的存在成功地阻止了Fe与Ti之间的互扩散,避免了形成脆而硬的Fe—Ti系金属间化合物。     

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/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...     

瞬时液相扩散连接中间层的研究

中间层是实现瞬时液相扩散连接的主要因素,中间层成分的选择和其降熔元素的配比是保证中间层性能的关键。根据中间层的作用和选择要求,从理论上通过相图分析了最适合瞬时液相扩散连接的降熔元素的含量范围,指出连接接头允许的最大降熔元素含量Cr是扩散连接要实现的主要指标;为了提高效率并保证焊接接头质量,最佳的降熔元素含量应该在CαL1和CE之间;对高温性能比较稳定的合金,中间层降熔元素含量选择应接近CαL1,对高温敏感的合金则选择应接近CE。     

高温合金的扩散连接

文综述了高温合金扩散连接的发展状，所涉及的扬：高温合金扩散连接的必要性，扩散连接的基本概念、材料表面状态对接头质量的影响、中间层的作用及其选择、工艺参数的确定和数学模型化。在此基础上，提出发展数学模型、优化工艺参数的必要性。     

TiAl基合金与40Cr钢扩散连接的界面结构及接合强度

用真空扩散连接的方法对Ｔｉａｉ／４０Ｃｒ钢进行了扩散连接。结果表明,在ＴｉＡＩ／４０Ｃｒ钢接头的界面处中出现了三个扩散层,它们分别是：邻接ＴｉＡＩ侧的ＴｉＡＩ＋ＦｅＡＩ＋ＦｅＡＩ２金属间化合物混合层,中间的ＴｉＣ层,靠近４０Ｃｒ钢侧的脱碳固溶层;并且随着焊接温度的提高,保温时间的延长,三个扩散层的厚度均显著增大。力学性能测试表明,ＴｉＡＩ／４０Ｃｒ扩散连接接头的拉伸强度很低,断口为脆性断裂,主要断裂在界面层中的ＴｉＣ处。为了获得结合较好拉的伸强度较高的ＴｉＡＩ／４０Ｃｒ钢扩散连接接头,宜采用高温短时规范,以达到控制及减少脆性相及金属间化合物的目的。     

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.     

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。     

用Al-Ti和Al-Zr合金在大气中连接Si3N4陶瓷

用Al-Ti和Al-Zr合金成功地在大气中连接了Si3N4陶瓷,结果表明,适当加压能防止Al-Ti和Al-Zr合金的氧化;连接时间、连接温度和合金中的Ti、Zr含量明显影响接头强度;用Al-Ti和Al-Zr合金连接Si3N4陶瓷时,Al和Ti或Al和Zr同时与Si3N4陶瓷反应形成界面反应层,强化了接头。