陶瓷与金属扩散连接和场致扩散连接研究现状和进展

连接技术是材料加工和实际工程应用的热点内容,而扩散连接技术是实现陶瓷和金属可靠连接的主导方法之一.主要介绍了扩散连接的工艺、接头元素扩散与界面反应以及残余应力分析等,并在此基础上简介了场致扩散连接的工艺及其界面反应机理,突出了其温度低、时间短、压力小以及简便的工艺特点.     

扩散连接

近年来随着材料科学的发展,新材料不断出现,在生产应用中,经常遇到新材料本身或与其他材料的连接问题。一些新材料,如陶瓷、金属间化合物、非晶态材料及单晶合金等,用传统的熔焊方法,很难实现可靠的连接。一些特殊的高性能构件的制造,往往要求把性能差别较大的异种材料,如金属与陶瓷、铝与钢、钛与钢、金属与玻璃等连接在一起,这用传统的熔焊方法也难以适应这种要求,近年来作为固相连接的方法之一扩散连接技术引起了人们的重视,成为连接领域新的研究热点,正在飞速发展。这种技术已广泛用于航天、航空、仪表及电子等国防部门,并逐步扩展到机…     

纯镁扩散连接的实验研究

为减轻汽车部件的质量 ,对镁的研究越来越多。镁制汽车部件有很多优势。其一能显著地减轻汽车质量 ;其二阻尼性能、机械加工性能和尺寸稳定性好、铸造成本低。由于这些特性其取代了许多锌铝压铸件和钢铁铸件。虽然有上述优势 ,但由于Mg是密排六方结构 ,故显示出低的塑性。近年来 ,对镁基材料的制备主要是在冷室或热中压铸 ,或半固态 (触变 )成形。最近 ,用铸造和变形结合方法有望生产结构部件。对于汽车中的结构部件 ,所用材料应具有足够的塑性和比强度。因为变形镁合金通常具有高的强度和良好的塑性 ,所以开发变形镁合金以及变形镁合金的…     

扩散连接接头质量评价现状

回顾扩散连接接头质量无损检测与评价的现状，介绍目前研究较多的超声反射法、超声信号处理、超声成像及实时监控等方法。由于扩散连接接头无损检测的复杂性，大多数检测技术还处于实验室研究阶段，因此，深入研究超声波与扩散连接界面的相互作用和先进的信号分析处理方法，对扩散连接接头质量的评价具有重要意义。     

钛合金与非金属材料扩散连接研究现状与发展

钛及钛合金与非金属材料的扩散连接技术是当前材料连接领域的热点之一。综述了钛合金与陶瓷、石墨和半导体非金属材料扩散连接研究现状与发展,重点介绍了界面反应、连接工艺研究等内容,分析其优势与局限性,并展望其发展趋势。     

相变超塑性扩散连接方法及工艺研究

利用相变超塑性现象，在自制的电阻加热扩散连接试验机上，对扩散连接的方法以及热作模具钢3Cr2W8V与H13扩散连接接头的性能进行了试验研究，分析了不同条件对接头显微组织和连接效果的影响。结果表明：本试验条件安优选工艺参数连接的试样在拉断试验时，断裂发生在基体处，表明接头强度已不低于基体强度。     

陶瓷与金属扩散连接的研究现状

陶瓷与金属的连接技术是材料工程领域的热点研究课题,而扩散连接方法被认为是陶瓷与金属连接最适宜的方法。本文综述了陶瓷与金属扩散连接的研究现状,重点介绍了界面反应研究、残余应力分析和连接工艺研究等内容,并在此基础上指出了研究中所存在的问题。     

陶瓷/金属钎焊与扩散连接的研究现状

工程陶瓷由于具有优异的综合性能,在许多领域得到广泛应用,但其加工性能差,通常需要与金属组成复合结构.实现陶瓷与金属之间的可靠连接是推进陶瓷材料应用的关键,钎焊和扩散连接被认为是陶瓷/金属连接中较为适合的方法.文中对近年来国内外陶瓷/金属钎焊和扩散连接技术领域的研究现状进行了综述,认为活性金属钎焊和部分瞬间液相连接发展比较成熟,部分瞬间液相连接充分结合了活性钎焊和固相扩散连接两者的优点,将成为未来陶瓷/金属连接的发展方向.     

扩散连接接头行为数值模拟的发展现状

扩散连接技术是一门边缘科学,涉及材料、扩散、相变、界面反应、接头应力应变等各种行为,工艺参数多,虽然已经进行了大量的试验研究,但却对各种材料的连接机理尚未有明确的认识,为此人们试图借助于计算技术,对接头行为进行数值模拟,以便找到共同规律,对扩散连接过程及质量进行预测与实时控制。本文主要内容就是概括地介绍了国内外关于扩散连接接头行为数值模拟的发展现状;主要包括界面孔洞消失过程、接头元素扩散与反应层的形成、接头变形与应力行为的数值模拟,以使人们能够定性或半定量的分析扩散连接因素对接头性能的影响。     

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。     

Ti-CU固相扩散界面研究

采用“铆钉法”制备了界面为曲面的Ti-Cu扩散偶。用光学显微镜和彩色金相技术,研究了真空保温过程中界面的迁移情况及其影响因素。结果表明,界面迁移受原子扩散控制;温度、保温时间是影响扩散的主要因素。     

Ti-Cu固相相界面的扩散研究

采用铆钉法制备了Ti-Cu扩散偶,即将预处理后的铜丝嵌入到块状钛基体中,制备包含准相界面的样品。观察在600～700℃真空烧结不同时间时的钛铜界面的扩散情况,研究了烧结温度和保温时间对扩散层厚度的影响。结果表明,扩散层的厚度随烧结温度的提高和保温时间的延长而增厚。     

瞬间液相扩散连接模型及发展现状

瞬间液相扩散连接（TLP-DB）方法以其独有的性能优势，在先进材料连接领域得到广泛的重视和应用。综述了瞬间液相扩散焊中接触熔化、液相均匀化、等温凝固以及固相成分均匀化阶段的理论模型及发展状况．并对现有模型进行了分析和讨论。     

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。     

PDC钻头真空扩散焊接工艺正交试验研究

对PDC钻头钎焊工艺存在的问题,提出用真空扩散焊接代替钎焊制造PDC钻头.采用正交试验法,通过极差分析和方差分析,研究了PDC钻头真空扩散焊接温度、焊接压力和焊接时间等工艺参数对焊接接头抗剪强度的影响,以得出其扩散焊接的最佳工艺参数.结果表明,当采用焊接温度700℃、焊接压力150 MPa和焊接时间6h的参数组合时,可获得高强度高致密性的焊接接头,其接头抗剪强度≥500MPa.     

钛合金与不锈钢的超塑性扩散连接研究

采用镍箔作为中间过渡层,在真空下对TC4钛合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢进行了微细晶超塑性扩散连接。通过扫描电镜、X射线衍射及剪切强度试验等方法,对连接接头进行了微观分析和剪切强度测试。结果表明:采用镍箔作中间过渡层,能有效地防止铁与钛、碳间的相互扩散和迁移,避免界面上更多的金属间化合物产生,从而提高了接头性能。在连接温度为790℃、连接压力为3MPa,连接时间为30min的条件下,可获得钛合金与不锈钢的牢固连接,接头剪切强度可达131.1MPa,且试样无明显变形。     

钛合金和不锈钢的扩散焊接研究进展

钛合金和不锈钢的异种金属结构具有广阔的应用前景,但实现其应用的关键是两者可靠的连接。综述了钛合金和不锈钢焊接存在的问题以及国内外扩散焊接研究进展,并提出了进一步的研究方向。     

钼与石墨的扩散焊接

研究了直接扩散焊接时接头的组织与性能，并研究了不同中间层材料以及不同中间层形态对接头组织和性能的影响。结果表明：直接扩散焊接时由于接头的形成伴随着硬脆碳化物反应层的生成而使接头强度降低。加入中间层，尤其是以镍为中间层时，由于接头中不形成硬脆反应层而具有较高的强度，其剪切强度达到甚至超过石墨本身的剪切强度。中间层形态对接头组织状态及性能有影响。     

异种钢材的恒温超塑性扩散焊工艺

探讨了利用恒温超塑性实现Ｗ６Ｍｏ５Ｃｒ４Ｖ２钢和４５１风的扩散焊接的可行必琢影响因素。通过电镜分析以及蜀机处显微硬度等的测试,对超塑性焊接接头及其界面组织进行了观念与分析。试验表明,经超细化预处理后的Ｗ６Ｍｏ５Ｃｒ４Ｖ２钢与４５钢,在变形温度Ｔｓ＝７５０℃～７８０℃、预压应力σ０＝８０～１００ＭＰＡ,压接前保温时间ｔ＝－１０～１５ｍｉｎ及接头强度达到母材（４５钢）的超塑性扩散焊接。