The preparation of SiCP/Ag–Cu–Ti hybrid tapes and application in the joining of silicon carbide ceramics

Abstract

A novel method of tape casting to fabricate ceramic-particulate-reinforced composite filler alloy tapes with low organics (no more than 6?wt.%) was developed, with which SiC_P/Ag–Cu–Ti hybrid tapes were successfully prepared and used in joining of sintered silicon carbide ceramics. The stress rheometer, scanning electron microscopy and energy dispersive spectrometer were used to characterize the rheological properties of slurry and microstructure of green tapes and joints. The slurry for tape casting consists of dispersant, binder, solvent, a mixture of ceramics particulates and metal powders, and no plasticizer was added. Castor oil phosphate was proven the suitable dispersant for the slurry, and the content of dispersant, binder, solid loading was optimized as 3?wt.%, 2.6?wt.% and 26?vol.%, respectively. The fabricated hybrid tapes possess good ductility and uniform thickness. The SiC particulates were homogeneously distributed in the metal powders matrix in both sides of the green tapes, and the distribution was retained in the SiC/SiC joints.     

SiC陶瓷及其复合材料连接的研究进展

SiC陶瓷及其复合材料（SiCf／SiC、Cf／SiC）由于具有优良的高温强度、耐磨和抗腐蚀的性能而被广泛关注，而SiC陶瓷及其复合材料的连接是获得这一性能的关键技术之一。综述了SiC陶瓷及其复合材料连接的一般方法和连接技术，同时指出了连接技术的发展趋势。     

交变磁场对SHS制备复合钢管陶瓷层相结构的影响

将交变磁场引入自蔓延反应,研究其对陶瓷层的相结构的影响,采用NiO作为添加剂进行对比试验.试验结果表明,交变磁场并不改变陶瓷层的相组成.显微结构分析表明,随着磁感应强度的增加,α-AI2O3的枝晶尺寸减小,形态逐渐向细小的等轴晶形态过渡,在磁感应强度为0.2 T时,出现等轴晶组织.NiO的加入增强了交变磁场的影响效果,在NiO加入量为0.4%时可以在0.1 T的磁感应强度下得到细小的等轴晶组织.     

Joining of C/C Composites and GH3128 Ni-based Superalloy with Ni-Ti Mixed Powder as an Interlayer

通过包埋工艺在C/C复合材料表面制备了改性SiC涂层.采用Ni-Ti粉末作中间层连结材料,利用真空热压扩散工艺成功制备了SiC涂层改性C/C复合材料与GH3128镍基高温合金的连接样件.借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱分析仪和材料万能试验机,研究了SiC涂层改性C/C复合材料与GH3128镍基高温合金连接接头及其界面的元素分布、微观结构及力学性能.结果表明,在C/C复合材料表面制备SiC涂层,不仅充分改善了C/C复合材料对Ni-Ti中间层连结材料的润湿性,而且还有效缓解C/C复合材料与GH3128连接界面因热膨胀不匹配而造成的热应力.经过SiC涂层改性处理的连接接头,其室温剪切强度可达22.49 MPa;而没有经过SiC涂层改性处理的连接接头,其室温剪切强度几乎为零.     

微弧氧化处理对碳钢表面耐LBE腐蚀性能的影响

目的以Q235钢为基材,制备微弧氧化陶瓷层,提高钢铁材料耐LBE腐蚀性。方法采用TIG熔-钎焊并添加ER4043焊丝的方法,对1.5 mm厚的5A06铝合金和3 mm厚的镀锌Q235钢进行焊接,焊后对接头进行280℃保温30 min的退火热处理。同时,采用合适的微弧氧化工艺在铝/钢焊缝表面制备微弧氧化陶瓷层,研究微弧氧化处理对钢材耐LBE腐蚀性的影响。结果采用TIG熔-钎焊的方法对铝/钢异种金属进行焊接时,铝/钢界面会不可避免地产生金属间化合物层,对铝/钢熔-钎焊接头进行280℃保温30 min的退火热处理后,金属间化合物层的厚度可达9～10μm,化合物层主要由Al_8Fe_2Si相和少量的[Al,Fe,Si]、Al_(13)Fe_4相组成,接头抗拉强度高达185 MPa,且断裂发生在铝母材处。微弧氧化处理可使焊缝表面原位生成均匀的陶瓷层,陶瓷层表面呈"火山状"形貌,且"火山状"物质的中心有较多不同尺寸的放电微孔。陶瓷层主要由α-Al_2O_3、γ-Al_2O_3和莫来石相组成,且其表面粗糙度较低。Q235钢经过腐蚀后,表面出现较多的腐蚀坑,Pb、Bi元素向碳钢内部扩散;而陶瓷层经过腐蚀后,表面没有明显的腐蚀现象。结论微弧氧化处理可显著提高钢铁材料耐LBE腐蚀性,阻碍Pb、Bi元素向钢铁内部的扩散。     

核屏蔽用中子吸收材料研究现状与展望

镉(Cd)、硼(B)和一些稀有元素具有较大的热中子吸收截面,在核屏蔽吸收中子领域具有较广泛的应用前景。本文概述了用于核电站乏燃料“湿法”贮存用中子吸收材料的种类,论述了各种中子吸收材料的优点和不足。阐述了铝基碳化硼(B4C/Al)中子吸收材料的研究进展以及不同制备方法的优点和不足,进一步介绍了搅拌摩擦焊方法和扩散焊方法在连接B4C/Al中子吸收材料过程中的优势。在此基础上,对新型中子吸收材料在成分、结构设计方面进行了分析,对未来核屏蔽用中子吸收材料进行了展望。     

Synthesis of TiC by Self-propagating High-temperature Synthesis with Reduction Stage

Fine powder of TiC was prepared by self-propagating high-temperature synthesis(SHS)method with re-duction stage.The influence of diluent and relative density of the sample on both combustion rate and combus-tion temperature has been studied.The combustion reaction in the system of TiO_2-Mg-C begins at the meltingof Mg.The propagation of combustion wave is related to the gasifying of Mg.The activation energy of theprocess has an approximate linear dependence on the porosity of the sample.     

SHS陶瓷内衬复合钢管的研究进展

主要介绍了陶瓷内衬复合钢管的制备原理、性能特点，分析了陶瓷内衬复合钢管目前存在的问题，同时对陶瓷内衬复合钢管的研究方向进行了分析与展望。     

工艺参数对SiC陶瓷热压反应连接强度的影响

采用Ag粉和Ti粉作为焊料，对再结晶SiC陶瓷进行热压反应连接。研究了2种工艺，其中工艺1与传统的扩散焊工艺相似，即分别在不同的焊接温度下保温一定的时间；而工艺2则是首先在某一较高温度下进行短时间的保温，以利于Ti与SiC母材发生适度的界面反应，促进界面结合，同时液相银的出现将显著缓解焊接应力，随后在另一相对较低的温度下保温较长时间，以利于Ag—Ti金属间化合物的形成，有利于提高接头的焊接强度和工作温度。结果表明，采用工艺2获得的接头抗弯强度较高，达到SiC陶瓷母材强度的73．4％。微观结构研究表明，在界面处生成了反应层，焊料产物主要由两种相相间组成。EDX分析结果表明，界面处发生了元素的互扩散。     

自蔓延高温合成陶瓷内衬管耐蚀性研究的进展

自蔓延高温合成技术是制备耐蚀钢管新技术，具有工艺简单，成本低和钢管耐蚀性能好等特点。在总结国内外合成技术的基础上，介绍了自蔓延高温合成陶瓷内衬钢管的原理和提高陶瓷内衬钢管耐蚀性的措施，展望了耐蚀陶瓷内衬钢管在工业生产上的应用。