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.     

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。     

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%。     

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。     

一种钎焊Si3N4陶瓷的高温非晶钎料

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-ZrCu-B高温活性非晶钎料。     

复合钎料钎焊Si3N4陶瓷/0Cr19Ni9钢接头的界面组织及力学性能研究

采用TiNp颗粒增强银铜基复合钎料作为焊缝填充材料,在1180K温度下真空钎焊,实现了氮化硅陶瓷和0Cr19Ni9不锈钢的有效连接,获得了界面结合良好且无孔洞、裂纹的接头.通过向钎料中添加合金元素Ti、Ni,促进了钎料与Si3N4、0Cr19Ni9之间的界面反应,同时生成的TiC、TiN粒子又可作为增强体.接头组织为:...     

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。     

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...     

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。     

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.     

β-Si3N4晶种的制备和自增韧Si3N4陶瓷

分别以Yb2O3和MgO为添加剂，通过对原始α-Si3N4粉热处理的方法，分别在1700℃和1650℃的温度下，制备出了具有柱状形貌的β-Si3N4晶体颗粒。并将这2种β-Si3N4晶粒在未经酸或碱处理的情况下，作为晶种添加到原始α-Si3N4粉中，采用热压烧结工艺，以Yb2O3作为烧结添加剂，在1800℃下制备了自增韧Si3N4陶瓷材料。研究结果表明，以Yb2O3和MgO为添加剂都可以在较低的温度下获得适合于作晶种的β-Si3N4晶体颗粒。2种晶种引入到Si3N4陶瓷中都可以有效地改善材料的断裂韧性，但晶种中的残留相对自增韧Si3N4陶瓷的高温强度产生了强烈的影响。XRD和TEM分析结果表明，含Mg相的存在是导致Si3N4陶瓷高温强度的剧烈降低和促进晶间相析晶的主要原因。     

CuSiAlTi钎料对SiC陶瓷的润湿性

研究了CuSiAlTi钎料对SiC陶瓷的润湿性。发现元素Ti显著影响钎料对SiC陶瓷的润湿性。采用SEM，XRD对润湿界面进行了观察分析，发现在界面上存在1个含TiC的很薄的界面层和含Cu较多、含Ti元素较少的较厚的界面过渡层。分析表明，在润湿过程中钎料中的元素与SiC陶瓷中的Si，C相互扩散，Cu元素在SiC陶瓷一侧是主要的扩散元素，Cu的扩散在SiC陶瓷一侧形成了较厚的扩散层。     

加载方式对Si3N4陶瓷疲劳特性的影响

系统研究了加载方式(静载荷、循环载荷、动载荷)对Si3N4陶瓷疲劳特性的影响。结果发现，加载方式不同，材料的应力腐蚀指数n亦不相同，其中，静载下n最大，动载荷次之，循环载荷下n最小，并分析了循环载荷及动载荷对材料造成的附加损伤。     

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.     

Si3N4／BN层状复合陶瓷的防弹结构设计

提出混杂结构设计的构思，并成功地制备了具有混杂结构的Si3N4／BN层状复合陶瓷，同时研究了材料的抗穿甲燃烧弹冲击的能力。研究发现，具有混杂结构的Si3N4／BN层状复合陶瓷的防护系数为10．50，略低于Si3N4块体陶瓷，但明显高于多层Si3N4／BN层状复合陶瓷，而且具有较高的抵抗整体破坏的能力。研究表明通过适当的防弹结构设计，可以获得抗穿甲燃烧弹冲击能力较高的Si3N4／BN层状复合陶瓷。     

两种Pd-Ni基高温钎料在Si3N4陶瓷上的润湿性

采用座滴法研究了两种钎料PdNi-(15～22)v和PdNi-(16～24)Cr在Si3N4陶瓷上的润湿性.结果表明,两种钎料的熔点及润湿性均有很大差别,PdNi-(16～24)Cr钎料对Si3N4陶瓷的润湿铺展良好.PdNi-(16～24)Cr钎料与Si3N4陶瓷形成的扩散反应层中,Cr元素主要分布在扩散反应层区域,根据各元素所占比例,Cr元素主要与母材扩散出的N元素形成Cr2N相.由于Cr原子向母材界面扩散,从而改善了钎料的润湿性.     

晶种对自增韧氮化硅陶瓷热导率的影响

将制备的β-Si3N4晶种(添加剂为Yb2O3)加入到α-Si3N4起始原料中,经热压烧结获得试样.在相同的烧结条件下,与未添加晶种时的氮化硅相比,加入8%的晶种后氮化硅的热导率在各温度点高出3 W.m-1.K-1～5 W.m-1.K-1.随着温度的升高,两者的热导率均明显降低.当温度从室温升至1 200℃时,未添加晶种的氮化硅的热导率从36.2W.m-1.K-1下降到7.74 W.m-1.K-1;添加了晶种的氮化硅热导率从40.1 W.m-1.K-1下降到10.4 W.m-1.K-1.同时,利用XRD和SEM分别对热压试样的相组成和显微结构进行了分析.     

高气孔、高强Si3N4陶瓷材料的研究

采用部分烧结工艺,利用复合助剂A作为烧结助剂,成功的制备出了材质比较均匀且有较高强度、高气孔氮化硅陶瓷.借助XRD、SEM等仪器对其物相组成和微观结构进行了研究.实验结果表明:在适当的工艺下可以制得弯曲强度大于160MPa,气孔率＞50%的多孔氮化硅陶瓷.气孔主要是由长柱状β-Si3N4晶粒搭接而成的,均匀的气孔分布和高的长径比结构是获得高强度的主要原因.     

电火花线切割加工Si3N4/TiN纳米复相陶瓷工艺规律的实验研究

分析研究了电火花线切割加工Si3N4/TiN纳米复相陶瓷材料时,影响加工速度和表面粗糙度值的主要因素,得出了各加工参数对加工工艺指标的影响规律,为加工时参数的选择提供了依据.     

Si3N4/Al复合材料制备及无压浸渗技术研究

用β-Si3N4纳米颗粒浆料浸渍多孔聚合物材料，通过加热烧蚀掉聚合物，制备出三维空间连续网络结构预制块体，再通过无压浸渗将铝液浸渗到预制体中，成功制备出陶瓷与金属相互贯穿的Si3N4/Al金属基复合材料。利用座滴定法测试了Al在Si州．基片上的润湿角，探讨了其浸渗机理，分析了润湿角、浸渗力、浸渗温度和浸渗时间对Si3N4/Al金属基复合材料浸渗行为的影响。