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.     

TiAl与Si3N4f/Si3N4复合材料钎焊接头界面结构及性能研究

采用AgCuTi钎料实现了TiAl与Si3N4f/Si3N4复合材料的钎焊,确定了钎焊接头的典型界面组织结构为TiAl/AlCuTi/Ag(s,s)/TiN/Si3N4f/Si3N4。钎焊过程中,液相钎料在Si3N4f/Si3N4复合材料表面发生较好润湿,钎料中活性元素Ti与Si3N4基体及纤维发生反应形成连续的TiN化合物层。过高的钎焊温度或过长的保温时间导致钎缝中脆性的AlCuTi化合物增加,且由于接头应力的作用在钎缝中产生微裂纹甚至开裂,严重地降低了钎焊接头性能。当钎焊温度T=850℃,保温时间为10min时,接头抗剪强度达到最大,为9.4MPa,超过Si3N4f/Si3N4母材层间抗剪强度的60%。断口分析表明:压剪过程中,断裂发生在Si3N4f/Si3N4复合材料一侧。     

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／Cu／Ti部分瞬间液相连接Si3N4的界面反应和连接强度

用Ti/Cu/Ti多层中间导在1273K进行氮化硅陶瓷部分瞬间液相连接,实验考察了保温时间对连接强度的影响,用SEM,EPMA和XRD对连接界面进行微观分析,并用扩散路径理论,研究了界面反应产物的形成过程,结果表明：在连接过程中,Cu与Ti相互扩散,形成Ti活度较高的液相,并与氮化硅发生反应,在界面形成Si3N4/TiN/Ti5Si3 Ti5Si4 TiSi2/TiSi2 Cu3Ti2(Si)/Cu的梯度层,保温时间主要是通过影响接头反应层厚度和残余热应力大小而影响接头的连接强度。     

Cu-Ni-Ti钎料连接Si3N4/In718接头强度及断裂分析

采用(Cu85Ni15)80Ti20钎料进行了Si3N4/In718合金的连接。结果表明，两者直接钎焊时连接强度较低，仅为11MPa；插入中间层Ni可有效减缓接头中V的残余应力，提高连接强度。Ni中间层存在一最佳厚度0．45mm，对应的连接强度达103MPa。断裂分析表明；不同的断裂方式其连接强度不同。断口XRD分析表明：界面反应产物包括TiN，Ti5Si4，Ti3Si和Ni3Si等化合物。     

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...     

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:...     

Cu—Nu—Ti合金钎料对Si3N4陶瓷的润湿与连接

采用座滴法研究了Ｃｕ－Ｎｉ－（２７－５６）Ｔｉ合金（原子分数,％,下同）在Ｓｉ３Ｎ４陶瓷上的润湿行为。选用真空熔炼合金Ｃｕ３８Ｎｉ３０Ｔｉ３２和Ｃｕ３４Ｎｉ２７Ｔｉ３９作为钎料时,获得的Ｓｉ３Ｎ４／Ｓｉ３Ｎ４接头的强度不理想。     

Si3N4/AgCu/TiAl钎焊接头界面结构及性能

采用AgCu非活性钎料实现了Si3N4陶瓷与TiAl基合金的钎焊,确定接头的典型界面组织结构为:TiAl/Ti3Al+Ti(s,s)/AlCuTi/Ag(s,s)+AlCu2Ti/Ti5Si3+TiN/Si3N4陶瓷。钎焊过程中,活性元素Ti从TiAl母材溶解到钎料中与Si3N4陶瓷发生反应润湿,实现了TiAl与Si3N4陶瓷的连接。随着钎焊温度的升高及保温时间的延长,靠近Si3N4陶瓷的TiN反应层厚度增加,Ag基固溶体中弥散分布的AlCu2Ti化合物聚集长大成块状,导致接头性能下降。当钎焊温度T=860℃,保温时间为5min时接头抗剪强度达到最大值124.6MPa。基于反应热力学及动力学计算TiN层反应激活能Q约为528.7kJ/mol,860℃时该层的成长系数KP=2.7×10-7m/s1/2。     

Strength and interfacial microstructure of Si3N4 joint brazed with amorphous Ti-Zr-Ni-Cu filler metal

In this paper, the vacuum brazing of Si3N4 ceramic was carried oat with Ti40Zr25Ni15Cu20 amorphous filler metal. The interfacial microstructure was investigated by scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS) etc. According to the analysis, the interface reaction layer was made up of TiN abut on the ceramic and the Ti-Si, Zr-Si compounds. The influence of brazing temperature and holding time on the joint strength was also studied. The results shows that the joint strength first increased and then decreased with the increasing of halding time and brazing temperature. The joint strength was significantly affected by the thickness of the reaction layer. Under the same experimental conditions, the joint brazed with amorphous filler metal exhibits much higher strength compared with the one brazed with crystalline filler metal with the same composition. To achieve higher joint strength at relatively low temperature, it is favorable to use the amorphous filler metal than the crystalline filler metal.     

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。     

界面反应对铝熔体与Si3N4多孔陶瓷界面的润湿作用

应用界面润湿理论从热力学角度计算了铝熔体和Si3N4陶瓷存在界面反应时的润湿角;通过测量不同浸渗时间下浸渗厚度,结合浸渗动力学模型,获得实际浸渗过程中铝合金熔体与Si3N4多孔预制体之间润湿角,并将该试验结果与上述理论计算结果相比较.研究表明:Al/Si3N4界面反应过程对熔体与预制体的润湿起到重要作用;应用界面润湿理论计算得到T=1223 K(950℃)时,Al/Si3N4界面实际接触角θ值为60.2°,界面反应对界面接触角的贡献达到47.6°,计算结果与浸渗动力学试验吻合.     

Study on interfacial structure and strength of Si3 N4/Ti/Cu/Ti/Si3 N4 PTLP bonding

Partial transient liquid-phase bonding (PTLP bonding) of Si3N4 ceramic with Ti/Cu/Ti multi-interlayer is performed with changing the thickness of Ti foil. The influence of Ti foil thickness on interface structure and joint strength was discussed. The joint interface structures are investigated by scanning electron microscope (SEM) and energy dispersion spectroscopy(EDS). The results show that the maximum joint strength of 210 MPa is obtained at room temperature in the experiments. When joining temperature and time are not changed and the process of isothermal solidification is sufficient,interface structure, reaction layer thickness and isothermal solidification thickness change with the thickness of Ti foil.     

Csf/Si3N4复合材料的力学性能和微波介电性能研究

采用热压烧结的方法,以α-Si3N4粉和短切碳纤维为主要原料,以Y2O3和La2O3为烧结添加剂,制备Csf/SiN4复合材料,研究了其力学性能和微波介电性能.结果表明,该Csf/Si3N4复合材料的抗弯强度随纤维含量的增加呈现下降的趋势,是由于碳纤维氧化所产生的缺陷所致;当纤维含量较低时,断裂韧性随纤维含量增大而增大,由于纤维氧化产生的缺陷阻止了裂纹进一步的扩展或使裂纹发生了偏转.当纤维含量超过1%(质量分数)后,随着纤维含量的增大,氮化硅显微结构发生变化,氮化硅陶瓷本身断裂韧性减小,使Csf/Si3N4复合材料断裂韧性逐步降低.当碳纤维含量在0～1%(质量分数)时,随着碳纤维含量的增加,介电常数ε',ε"和介电损耗tanδ均随着纤维含量的增加而增大,而且所制得的复合材料表现出较强的频散效应;当纤维含量继续增加时,在相同的频率下,介电常数下降,材料的频散效应逐渐消失.     

Ti(C,N)基金属陶瓷与45钢感应钎焊的界面结构及强度

采用AgCuZn钎料实现了Ti(C,N)基金属陶瓷与45钢的高频感应钎焊连接。研究了钎焊温度对感应钎焊接头强度的影响,在本试验中,当钎焊温度为900℃时得到的接头界面强度达到最大值,其剪切强度和抗弯强度分别达到133.7 MPa和91.2 MPa。利用SEM、EDS、XRD等微观分析手段,研究了钎焊界面的微观结构,感应钎焊接头的反应产物45钢侧主要为Ag基固溶体和Cu0.64Zn0.36金属间化合物;在金属陶瓷侧,主要为Ag基和Cu基固溶体。