本文關(guān)鍵詞：氧化鋁陶瓷與純銅的活性釬焊工藝的研究

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【摘要】：氧化鋁陶瓷與金屬的有效連接,不僅能夠發(fā)揮氧化鋁陶瓷和金屬各自獨特的優(yōu)異性能,還能夠彌補各自多方面的性能缺陷。純銅作為電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率僅次于銀,且價格相對低廉、易得的金屬材料,被廣泛的應(yīng)用于導(dǎo)電、導(dǎo)熱器件和設(shè)備中。性能優(yōu)異的氧化鋁陶瓷與純銅的復(fù)合構(gòu)件,對推動能源、電子電力和航空航天等重要領(lǐng)域的進步具有非凡的意義。本課題以Ag-Cu共晶粉末和TiH2粉末為原材料制備Ag-Cu-Ti活性釬料,探索活性元素Ti含量的變化對Ag-Cu-Ti活性釬料潤濕氧化鋁陶瓷的影響;采用兩種粉末均勻混合后直接填充釬焊接頭的方式進行氧化鋁陶瓷與純銅的活性釬焊連接時,Ti含量為5wt%、10wt%和15wt%時,探索活性元素Ti含量對釬焊接頭微觀組織形貌和性能等的影響。據(jù)此,本課題提出采用先噴涂Ag-Cu共晶粉末至純銅待焊面,再填充TiH2粉末至Ag-Cu共晶表面與氧化鋁陶瓷之間的釬料填充方式進行氧化鋁陶瓷與純銅的活性釬焊連接。觀測和分析活性元素Ti的含量對釬焊接頭微觀組織形貌和性能的影響規(guī)律。得到主要結(jié)論:先噴涂Ag-Cu共晶粉末,再加入活性元素Ti的釬料填充方法的焊后反應(yīng)層厚度更加寬且均勻;以先噴涂Ag-Cu共晶粉末,再加入活性元素Ti的方法填充活性釬料,當Ti含量為2wt%和3wt%時,采用釬焊溫度為875℃,保溫60min,釬焊真空度為3.0×10-2Pa,釬焊過程中不施加壓力,可以實現(xiàn)氧化鋁陶瓷與純銅的牢靠連接。同時,利用EDS和XRD衍射實驗等檢測方法,以及熱力學分析方法,更加深入的解釋釬焊接頭處界面反應(yīng)過程,及結(jié)合機理。經(jīng)過分析確定氧化鋁陶瓷與純銅實現(xiàn)了冶金結(jié)合,生成物AlTi和AlxTiy對兩種材料的連接起到優(yōu)良的過渡作用。
【關(guān)鍵詞】：活性釬焊 氧化鋁陶瓷 純銅 大氣等離子噴涂
【學位授予單位】：大連海事大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ174.6;TG454
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-29
• 1.1 引言11
• 1.2 陶瓷與金屬連接技術(shù)研究現(xiàn)狀11-20
• 1.2.1 陶瓷與金屬連接的主要方法12-19
• 1.2.2 陶瓷與金屬連接技術(shù)的研究重點19-20
• 1.3 活性釬焊技術(shù)20-25
• 1.3.1 活性釬焊技術(shù)的概述20-21
• 1.3.2 活性釬焊的機理21-23
• 1.3.3 活性釬料的種類及應(yīng)用23-25
• 1.4 等離子噴涂技術(shù)25-27
• 1.4.1 等離子噴涂技術(shù)的基本原理25-26
• 1.4.2 等離子噴涂技術(shù)的優(yōu)缺點26-27
• 1.4.3 大氣等離子噴涂技術(shù)的應(yīng)用27
• 1.5 本課題的研究目標及主要研究內(nèi)容27-29
• 第2章 實驗材料、設(shè)備及方法29-41
• 2.1 實驗材料的選擇和預(yù)處理29-32
• 2.1.1 氧化鋁陶瓷的選擇及其預(yù)處理29-30
• 2.1.2 純銅的選擇及其預(yù)處理30-31
• 2.1.3 活性釬料的選擇31-32
• 2.2 實驗設(shè)備32-33
• 2.2.1 大氣等離子噴涂設(shè)備32
• 2.2.2 釬焊設(shè)備32-33
• 2.3 釬焊試件的制備33-37
• 2.3.1 活性釬料的填充方式33-34
• 2.3.2 試件的裝配34-35
• 2.3.3 釬焊工藝的制定35-37
• 2.4 試樣觀察及性能測試方法37-41
• 2.4.1 斷口宏觀形貌觀察方法37
• 2.4.2 微觀組織形貌觀察方法37-38
• 2.4.3 力學性能測試方法38-39
• 2.4.4 結(jié)合機理分析方法39-41
• 第3章 活性釬料對氧化鋁陶瓷潤濕性的研究41-49
• 3.1 活性元素Ti含量的變化對潤濕性的影響41-43
• 3.1.1 活性元素Ti含量的變化對潤濕角的影響41-42
• 3.1.2 活性元素Ti含量的變化對釬料鋪展情況的影響42-43
• 3.2 潤濕反應(yīng)界面金相觀察43-45
• 3.3 潤濕反應(yīng)界面形貌觀察與能譜分析45-48
• 3.3.1 潤濕反應(yīng)界面形貌觀察45-46
• 3.3.2 潤濕反應(yīng)界面能譜分析46-48
• 3.4 本章小結(jié)48-49
• 第4章 Ag-Cu粉與TiH_2粉混合直接填充釬焊的研究49-58
• 4.1 釬焊接頭微觀組織形貌觀察與分析49-51
• 4.1.1 釬焊接頭金相顯微組織觀察49-50
• 4.1.2 釬焊接頭微觀形貌觀察50-51
• 4.2 釬焊接頭能譜分析51-55
• 4.3 釬焊接頭區(qū)域硬度檢測55-56
• 4.4 本章小結(jié)56-58
• 第5章 噴涂Ag-Cu粉末后填充TiH_2粉末釬焊的研究58-80
• 5.1 釬焊接頭微觀組織形貌觀察與分析58-62
• 5.1.1 釬焊接頭金相顯微組織觀察58-60
• 5.1.2 釬焊接頭微觀形貌觀察60-62
• 5.2 釬焊接頭能譜分析62-68
• 5.3 斷口宏觀形貌觀察與分析68-69
• 5.4 反應(yīng)層X射線衍射分析69-72
• 5.5 釬焊接頭力學性能檢測與分析72-74
• 5.5.1 釬焊接頭區(qū)域硬度檢測72-73
• 5.5.2 釬焊接頭結(jié)合強度測試73-74
• 5.6 釬焊接頭處界面反應(yīng)及結(jié)合機理的研究74-78
• 5.6.1 界面反應(yīng)過程74-75
• 5.6.2 結(jié)合機理的研究75-78
• 5.7 本章小結(jié)78-80
• 結(jié)論80-81
• 參考文獻81-85
• 致謝85

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本文編號：619915