高體積分數(shù)SiCp/Al復合材料以其高性能被廣泛應用于航空航天、汽車及電子元器件等方面,尤其在電子封裝方向有很大的應用潛力,因此研究其合適的焊接方法就顯得十分重要。但是由于這些材料中含有大量的增強相SiC顆粒,使得基體表面潤濕性差,很難實現(xiàn)材料間的連接。本文采用Al/Ni納米多層膜作為熱源自蔓延反應連接高體積分數(shù)SiCp/Al復合材料,研究了相關工藝參數(shù)對焊接接頭的影響,并獲得了較為理想的焊接接頭。利用DSC測量出納米多層膜的放熱峰在200℃,高于此溫度即可發(fā)生自蔓延反應.由納米多層膜本身的特性可知,加熱速率在不低于200℃/min不會失去自蔓延反應能力。利用ANSYS有限元模擬軟件對焊接溫度場的模擬結果可知,要想實現(xiàn)復合材料間的連接,納米多層膜的厚度應不低于120μm。。采用Al/Ni納米多層膜作為熱源時的降溫速率達到500℃/ms,對母材的熱影響區(qū)域只在母材厚度方向上0.5mm范圍內(nèi)。根據(jù)ANSYS有限元溫度場模擬結果,采用合適厚度的納米多層膜作為熱源進行試驗。采用納米多層膜厚度為180μm,Al-Si-Mg釬料進行自蔓延連接時,焊接接頭由母材、釬料層、納米多層膜生成物AlNi金屬... 

【文章來源】：南京理工大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 選題背景和意義
    1.2 高體積分數(shù)SiCp/Al復合材料制備及應用
    1.3 SiCp/Al復合材料焊接研究現(xiàn)狀
        1.3.1 釬焊
        1.3.2 固相焊
        1.3.3 熔化焊
    1.4 納米多層膜自蔓延連接研究現(xiàn)狀
    1.5 研究內(nèi)容
2 試驗材料及方法
    2.1 試驗材料
        2.1.1 待焊材料
        2.1.2 釬料的選擇
        2.1.3 壓力系統(tǒng)的選擇
        2.1.4 納米多層膜
    2.2 試驗工藝研究
        2.2.1 試驗材料準備
        2.2.2 焊接接頭設計
        2.2.3 點火裝置
    2.3 顯微組織觀測和力學性能測試
        2.3.1 掃描圖像和物相分析
        2.3.2 剪切強度測試
3 納米多層膜自蔓延燃燒反應溫度場模擬
    3.1 自蔓延燃燒反應連接有限元模型建立
        3.1.1 有限元模型的簡化
        3.1.2 有限元模型的建立及網(wǎng)格劃分
        3.1.3 材料參數(shù)和邊界條件設置
        3.1.4 加載熱源
    3.2 母材厚度為1.6mm時的自蔓延反應連接溫度場模擬結果及分析
    3.3 母材厚度為2mm時的自蔓延反應連接溫度場模擬結果及分析
    3.4 本章小結
4 采用納米多層膜自蔓延連接SiCp/Al復合材料工藝研究
    4.1 工藝參數(shù)的選擇
    4.2 納米多層膜放熱量對焊接接頭的影響
    4.3 釬料的影響
        4.3.1 A1-Si-Mg釬料
        4.3.2 Al-Si釬料
    4.4 試驗壓力對焊接接頭的影響
    4.5 接頭性能測試
        4.5.1 接頭硬度測試
        4.5.2 剪切強度測試
    4.6 斷口成分分析
    4.7 本章小結
結論
致謝
參考文獻
附錄



本文編號：2904236