藍(lán)寶石是一種單晶狀態(tài)的Al₂O₃陶瓷,它具有強(qiáng)度高、硬度大、熔點(diǎn)高、絕緣性好、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好、耐磨、耐蝕性能好以及透光性能優(yōu)異等特點(diǎn),被廣泛用作導(dǎo)彈和戰(zhàn)斗機(jī)等高速飛行器的窗口材料。現(xiàn)有的技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)大尺寸藍(lán)寶石的制備,要實(shí)現(xiàn)大尺寸藍(lán)寶石窗口的制備往往需要連接技術(shù)將其裝配成型,因此,實(shí)現(xiàn)藍(lán)寶石的有效連接是擴(kuò)展其應(yīng)用、發(fā)揮其結(jié)構(gòu)和功能材料作用的關(guān)鍵。目前,藍(lán)寶石最主要的連接方法為金屬活性釬焊法,但其連接過程需要真空和高溫環(huán)境,此外還存在藍(lán)寶石母材與金屬釬料熱膨脹系數(shù)不匹配而導(dǎo)致的接頭應(yīng)力問題。如果采用與藍(lán)寶石熱膨脹系數(shù)更為匹配的低熔點(diǎn)玻璃在大氣環(huán)境下實(shí)現(xiàn)藍(lán)寶石的低溫連接,則可以大大降低成本,并且有利于緩解接頭應(yīng)力問題。本文制備并采用低熔點(diǎn)鉍酸鹽玻璃對藍(lán)寶石進(jìn)行了連接試驗(yàn),通過工藝參數(shù)和玻璃成分的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)了藍(lán)寶石的有效連接和對接頭界面反應(yīng)的有效控制,從而降低了連接溫度,緩解了藍(lán)寶石接頭的殘余應(yīng)力�；诓Ａc藍(lán)寶石母材的熱膨脹系數(shù)具有良好匹配性和玻璃軟化點(diǎn)低的設(shè)計(jì)思想,本文采用熔融-急冷法制備了成分分別為50Bi₂O_3<... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

Ag-35.25Cu-1.75Ti釬料連接藍(lán)寶石接頭界面組織(t=1min)

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文Voytovych 等人[34]分別采用了 Ti 含量分別為 0.7at.%、2.9at.%和 8.0at.%的AgCuTi 釬料對藍(lán)寶石進(jìn)行了連接試驗(yàn)并系統(tǒng)考察了 Ti 含量對接頭反應(yīng)產(chǎn)物的影響。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng) Ti 含量較少時(shí)，接頭界面產(chǎn)物為 Ti3O2，Ti 含量高時(shí)，存在兩種界面產(chǎn)物，分別為 Ti3Cu3O 和 Ti4Cu2O，圖 1-3 為采用不同 Ti 含量釬料得到的藍(lán)寶石接頭組織。a) b)

-5-圖 1-4 Ag-26.7Cu-4.5Ti 連接不同孔隙率 Al2O3接頭界面組織形貌[35].1-4 Microstructure of the Al2O3/Ag-26.7Cu-4.5Ti/Al2O3joints made using vaporosity of Al2O3, indicating the Ag-rich phase and Cu-rich phase[35]a) and b) 1.7%; c) and d) 22.5%ang 等人[36]采用了 Ag-Cu-Ti+B+TiH2復(fù)合釬料在 900℃、保溫 1下對 Al2O3陶瓷進(jìn)行了連接，提出了界面反應(yīng)產(chǎn)物的演變機(jī)制，B 含量對接頭組織的影響。結(jié)果顯示，在 Al2O3/釬料界面處形成 Ti3(Cu,Al)3O 界面反應(yīng)層，同時(shí)在焊縫中形成了 TiB 晶須，隨加，TiB 晶須的含量增加，Ti3(Cu,Al)3O 的厚度減小，隨著 TiBAg 基和 Cu 基固溶體呈現(xiàn)均一性。隨著 TiH2含量的增加，Ti(C合物含量增加，逐漸的由分布于靠近 Al2O3陶瓷一側(cè)到焊縫中間固溶體含量降低。


本文編號：2959983