采用Cu-Ti钎料高温连接Si3N4陶瓷

采用Cu80Ti20钎料在1413~1493 K的温度,保温时间5~15 min的工艺条件下分别进行了Si₃N₄陶瓷的高温活性钎焊,在所选工艺条件下均成功得到了无明显缺陷和裂纹的钎焊接头,通过对接头组织和成分的分析,接头的组成为Si₃N₄陶瓷/TiN界面反应层/Cu-Ti化合物+Ti5Si3/TiN界面反应层/Si₃N₄陶瓷.在1413 K保温10min条件下,固溶体中的Ti元素扩散至钎缝与母材的界面并发生反应,形成了致密连续的厚度约为1 μm的反应层.获得了钎焊温度、保温时间、钎缝宽度及界面层厚度等对接头强度的影响规律,在试验中所采用的工艺参数条件下,接头抗剪强度达到了105 MPa.     

高温钎料PdCu-Ti在氧化铝陶瓷上的润湿性及界面反应

本文采用座滴法试验研究了合金系统ＰｄＣｕ－Ｔｉ在Ａｌ２Ｏ３上润湿性的变化规律，探讨了界面冶金及结合等行为，运用热力学理论对结果进行了分析，随Ｔｉ含量的增加及Ｐｄ含量的减少润湿角逐渐降低，Ｔｉ的加入使界面发生了一个双重变化；液相侧富氧，钛吸收层的生成及随后的固相侧氧化钛的生成，只有界面上生成一氧化钛，才能有较好的润湿行为和较强的结合力。     

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。     

一种钎焊Si3N4陶瓷的高温非晶钎料

(专利申请号:201010167495.9,专利公开号:CN101823188A)1技术领域此发明属于钎焊材料技术领域。涉及一种钎焊Si3N4陶瓷的高温非晶钎料,更具体地说是涉及一种Ti-Zr-Cu-B高温活性非晶钎料。2背景技术Si3N4陶瓷是一种很有前途的工程结构陶瓷材料,     

非晶钎料加铜层连接Si3N4陶瓷的高温强度

采用TiZrCuB非品钎料和铜箔中间层连接Si3N4陶瓷,研究了钎料成分、中间层厚度和测试温度对接头高温强度的影响,分析了接头的强化机理．结果表明,随测试温度的升高,接头强度总体呈现先降低后升高的现象．在测试温度为773K时,接头抗弯强度最低为135MPa;但当测试温度升高致1123K时,接头抗弯强度达到230MPa．通过插入铜中间层使界面反应层仅剩下连续致密的TiN层,脆性的Ti—Si化合物层被推向焊缝中心并细化呈颗粒状,这使接头室温强度和高温强度明显提高．     

Pd-Ni-（Cr，V）基高温钎料对Si3N4陶瓷的润湿及界面反应

采用座滴法研究了4种钎料Pd60-Ni40,PdNi-(3-6)V,PdNi-(7-15)V和PdNi-(16-24)Cr-(6-15)V(质量分数,%)在Si3N4陶瓷上的润湿性.结果表明,在1250℃/30min的真空加热条件下,4种钎料均在Si3N4母材上润湿铺展,PdNi-(16-24)Cr-(6-15)V钎料不但润湿角小,而且形成了无缺陷的润湿界面.该钎料与Si3N4形成的扩散反应层中,Cr和V优先与从母材扩散出的N反应生成相应的Cr-N和V-N相;只有少量的Si参与反应生成相应的Cr-Si和V-si相;钎料基体区中主要是溶有少量Si的Pd-Ni固溶体以及Pd-Si和Ni-Si相.Cr相对于V更容易向界面扩散.     

采用Ag-Cu-Ti+Mo复合钎料钎焊Si3N4陶瓷

采用Ag-Cu-Ti+Mo复合钎料连接Si3N4陶瓷,利用SEM,TEM,Nanoindentation研究了钎料内钼颗粒含量对接头组织和力学性能的影响.结果表明,在Si3N4/钎料界面处形成了一层致密的反应层,该反应层由TiN和Ti5Si3组成.接头的中间部分由银基固溶体、铜基固溶体、钼颗粒和Ti-Cu金属间化合物组成.借助于纳米压痕技术测定了接头内Ti-Cu化合物以及钎料金属的弹性模量和硬度值.随着钎料内钼颗粒含量的提高,母材/钎料界面反应层厚度逐渐降低;钎料金属中Ti-Cu化合物数量增多;此外,银和铜基固溶体组织逐渐变得细小.当添加5%Mo时,得到最高的接头强度429.4 MPa,该强度相比合金钎料提高了114.7%.     

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.     

Cr与B对镍基高温钎料在Cf/SiC陶瓷基复合材料上润湿性的影响

研究了Cr和B元素对镍基高温钎料在3D-Cf/SiC陶瓷基复合材料上的润湿性的影响.试验结果发现,在真空度小于10-3 Pa,工作温度1100 ℃,保温时间10 min条件下,当钎料中的Cr元素含量为15%,B元素含量为0.6%时,镍基钎料在Cf/SiC上的润湿角为10°,然而B元素含量增加到2.4%后,润湿角增大到62°,表明钎料中的元素B降低钎料在Cf/SiC上的润湿性.钎料中的活性元素Cr对润湿有重要影响.镍基钎料在Cf/SiC上的润湿过程属于反应润湿,润湿界面生成多种碳化物和硅化物.采用扫描电镜与能谱仪分析界面的微观结构与成分,通过X射线衍射仪检测界面产物.     

TiNi-V共晶钎料钎焊Si3N4陶瓷接头界面结构及性能

采用真空电弧熔炼技术制备了TiNi-V高温共晶钎料合金,研究了该钎料在Si3N4陶瓷表面的铺展行为．随后采用TiNi—V钎料实现了Si3N4陶瓷的钎焊连接,利用SEM,EDS以及XRD等分析方法,确定了接头的典型界面结构为：Si3N4／TiN＋Ti-si化合物／NiV．重点研究了钎焊温度对接头界面结构及力学性能的影响．结果表明,随着钎焊温度的升高,熔融钎料与Si3N4陶瓷反应程度增加,导致钎缝中TiN＋Ti-Si化合物层厚度不断增加,且在接头残余应力的作用下形成了大量显微裂纹,降低了接头性能．当钎焊温度为1200℃,钎焊时间为10min时,接头室温抗剪强度达到最大为28MPa．断口分析显示接头断裂于TiN＋Ti-Si化合物层为脆性断裂．     

Wettability and interfacial reactions of PdNi-based brazing fillers on C-C composite

The wettability and interfacial reactions of four kinds of PdNi-based brazing fillers on C-C composite were studied with the sessile drop method.The results showed that the wettability of these brazing fillers was improved with the increase of Cr content. Cr distributed at the interface of brazing filler/C-C composite and the formation of Cr23C6 phase was speculated.In the interface between Ni-33Cr-24Pd-4Si brazing filler and C-C composite,element Cr reacted with C-C to form Cr-C reaction layer.Pd together ...     

几种Ag基钎料钎焊NiTiNb形状记忆合金的接头组织及性能

采用AgCuInTi、AgCuTi和AgCuPd三种钎料对NiTiNb形状记忆合金进行真空钎焊,对应的钎焊温度分别为780℃、880℃和980℃,获得了冶金质量良好的接头。微观分析结果表明,三种接头的中心区域均生成了Ag基固溶体,在该固溶体区与NiTiNb母材之间生成了灰黑色扩散反应层,其中AgCuInTi和AgCuTi钎料对应接头的反应层中生成了(Cu,Ni)Ti化合物相,而AgCuPd钎料对应接头的反应层中生成了(Cu,Pd,Ni)-Ti相。测试三种钎料对应接头的室温抗拉强度,强度最高的是AgCuPd钎料对应接头,平均值达到593 MPa;其次为AgCuInTi钎料对应接头,抗拉强度为528 MPa;强度最低的是NiTiNb/AgCuTi/NiTiNb接头,平均值为459 MPa。保温时间对NiTiNb/AgCuInTi/NiTiNb接头微观组织及强度影响较小。分析接头断口发现,断裂主要发生在性能薄弱的(Cu,Ni)Ti相区或(Cu,Pd,Ni)-Ti相区。     

钎焊过程原位合成高强度银钎料

AgCuZnSn合金具备高强度、成分无害化的优势,在绿色制造中应用前景广阔,但Sn元素的加入导致的成形性能下降,限制了其使用. 为克服该不足,设计了一种使用AgCuZn/ZnCuAgSn/AgCuZn复合焊片在钎焊过程中原位合成AgCuZnSn高强钎料的方法,采用的复合钎焊片外层为AgCuZn低熔合金,内层为ZnCuAgSn合金,二者熔点接近且内层合金低于合成后钎料熔点,复合钎料的加工性优于同成分的AgCuZnSn钎料. 使用复合钎焊片进行了感应钎焊不锈钢试验. 结果表明,钎焊过程中两种合金几乎同时熔化,经瞬间保温后可充分熔合,获得高强度钎缝,采用该工艺获得的接头强度高于常规钎焊连接强度.     

Vacuum brazing of Si/SiC ceramic composite and Invar alloy using Ti50Cu-W filler metals

Si/ SiC ceramic composite and Invar alloy were successfully joined by vacuum brazing using Ti50Cu-W filler metals into which W was added to release the thermal stress of the brazed joint.Microstructure...     

微米锡刷镀层对AgCuZnSn钎料性能的影响

以BAg34CuZnSn钎料为研究对象,在其表面刷镀微米锡层,利用SEM和XRD表征锡刷镀层的组织和结晶取向,采用差热分析仪(DSC)、润湿试验炉、万能拉伸试验机分析刷镀锡含量对钎料熔化温度、润湿性、抗拉强度的影响,并对刷镀锡后钎料的电阻率和断后伸长率进行了讨论. 结果表明,BAg34CuZnSn钎料表面微米锡刷镀层平整、致密,孔隙率小,结晶晶粒呈现明显的(200),(112)择优取向. 随着钎料表面刷镀锡含量升高,AgCuZnSn钎料的DSC吸热峰向左偏移、熔化温度逐渐降低,钎料润湿面积和断后伸长率呈上升趋势,而钎料的抗拉强度和电阻率逐渐下降. 在刷镀锡含量为2.0%时,钎料的润湿面积和断后伸长率最大,而钎料熔化温度、抗拉强度和电阻率最低.     

钎料钎剂复合型绿色钎料研究进展

钎焊是制造业的关键基础技术之一,复合钎料是践行钎焊绿色化、自动化的重要手段,与传统钎料相比,复合钎料可实现钎剂定位—定温—定时—定量精准反应.综述了国内外钎料钎剂复合型钎料的分类和特点,分析了药芯钎料、药皮钎料、粉末合成钎料等的制备技术、成分设计和典型应用,指出了目前研究的不足,并对复合钎料未来的发展方向提出了建议:借...     

Effects of Cu, Si, Ni and rare earth elements on melting temperature and properties of Al-Si filler metals

The effects of Cu,Si,Ni and RE elements (RE=La and Ce) on the melting temperature of Al-Si filler metals were studied by orthogonal design method.The wettability of the filler metals and the shear strength of 6063 aluminum alloy joints brazed with the different filler metals were measured.The results show that the copper doping content has the most obvious effect on liquidus temperature (T_L) of the Al-Si filler metals and the effect of RE content on T_L is the least.Adding suitable Cu and Si can improve the wettability of the Al-Si filler metals.The shear strength of 6063 aluminum alloy joints brazed with the filler metals S10,S15 and S20,respectively,is better than that of the joints brazed with HL401 due to the improvement of microstructure.It can improve the shear strength of the joints by brazing with the Ni- or RE-doped Al-Si-Cu filler metals.     

Ag—Cu—Ti急冷钎料在Si3N4陶瓷上的润湿性研究

采用单辊急冷装置成功制备了3种成分的Ag-Cu-Ti箔带钎料,分析了其熔化特性和结构及其在Si3N4陶瓷上的润湿性.试验结果表明:上述急冷箔带钎料与常规钎料相比,熔化温度更低,熔化温度区间更窄,但其结构并不是非晶;在相同的工艺条件下,(Ag72Cu28)96Ti4在Si3N4陶瓷上的润湿性最佳;随钎焊温度和保温时间的增加,Ag-Cu-Ti急冷和常规钎料在Si3N4陶瓷上的浸润面积均增大;在相同钎焊工艺条件下,同成分急冷钎料在Si3N4陶瓷上的铺展面积明显大于常规钎料,这是由于急冷钎料的熔化特性和结构不同所导致的.