Si 3 N 4 與316L不銹鋼的連接工藝研究
發(fā)布時(shí)間:2021-05-26 17:47
Si3N4作為一種具有耐高溫,耐腐蝕,高強(qiáng)度等良好性能的結(jié)構(gòu)材料,在航天,金屬切削,電子等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。但是由于其韌性低,加工困難,在工業(yè)應(yīng)用時(shí)常常需要與金屬連接起來(lái)組成復(fù)合裝配體來(lái)使用。因此實(shí)現(xiàn)Si3N4與金屬間的可靠連接具有有非常重要的實(shí)用意義。本文首先采用了常規(guī)(Ag Cu28)Ti3.6釬料對(duì)Si3N4與316L不銹鋼進(jìn)行了真空釬焊,研究表明接頭的典型組織結(jié)構(gòu)為:Si3N4/Ti N/Ti5Si3+Ag(s,s)+Cu(s,s)+Fe2Ti/316L。釬焊溫度和保溫時(shí)間對(duì)接頭組織和性能有很大的影響,隨著溫度的升高或者保溫時(shí)間的延長(zhǎng),釬焊接頭中釬縫與母材間的反應(yīng)層會(huì)逐漸增厚,并且陶瓷側(cè)由于熱膨脹系數(shù)的差異導(dǎo)致焊后陶瓷近縫處逐漸出現(xiàn)裂紋,接頭的抗剪強(qiáng)度呈先增加后降低的趨勢(shì)。當(dāng)釬焊溫度達(dá)890℃,保溫10 min時(shí),接頭剪切強(qiáng)度最高,為84 MPa。由于Ti含量對(duì)釬縫兩側(cè)界面層影響較大,因此制備Ti含量分...
【文章來(lái)源】:江蘇科技大學(xué)江蘇省
【文章頁(yè)數(shù)】:80 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景和研究意義
1.2 陶瓷與金屬的連接研究現(xiàn)狀
1.3 緩解釬焊過(guò)程中殘余應(yīng)力的研究現(xiàn)狀
1.3.1 復(fù)合釬料法
1.3.2 添加緩沖層法
1.4 研究?jī)?nèi)容
第2章 試驗(yàn)材料與方法
2.1 實(shí)驗(yàn)用材料
2.1.1 釬焊母材選擇
2.1.2 釬料的選擇及制備
2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和方法
2.3 釬焊接頭組織和性能表征
2.3.1 XRD分析
2.3.2 掃描電子顯微鏡分析
2.4 釬焊接頭力學(xué)性能測(cè)試
第3章 AgCuTi釬料釬焊Si_3N_4/316L不銹鋼接頭的組織和性能研究
3.1 引言
3.2 (AgCu_(28))Ti_(3.6) 在母材表面的潤(rùn)濕性能分析
3.3 Si_3N_4/316L不銹鋼接頭的界面組織以及反應(yīng)相力學(xué)行為
3.3.1 Si_3N_4/316L不銹鋼接頭的典型界面組織
3.3.2 Si_3N_4/316L不銹鋼接頭的反應(yīng)相力學(xué)行為
3.4 不同工藝參數(shù)對(duì)Si_3N_4/316L不銹鋼接頭的組織及性能的影響
3.4.1 釬焊溫度對(duì)于Si_3N_4/316L不銹鋼的接頭組織及性能影響
3.4.2 釬焊保溫時(shí)間對(duì)Si_3N_4/316L不銹鋼接頭的組織及性能影響
3.4.3 Ti含量對(duì)Si_3N_4/316L不銹鋼接頭的組織及性能影響
3.5 Si_3N_4/316L不銹鋼釬焊接頭的連接機(jī)理研究
3.6 本章小結(jié)
第4章 復(fù)合釬料釬焊Si_3N_4 陶瓷/316L不銹鋼接頭組織及性能研究
4.1 引言
4.2 采用AgCuTi+BN復(fù)合釬料釬焊Si_3N_4/316L不銹鋼的研究
4.2.1 Si_3N_4/316L不銹鋼接頭接頭中添加增強(qiáng)相的選擇
4.2.2 復(fù)合釬料釬焊Si_3N_4 陶瓷和316L不銹鋼的典型界面結(jié)構(gòu)
4.2.3 不同BN含量對(duì)Si_3N_4/316L不銹鋼接頭的組織及力學(xué)性能影響
4.2.4 優(yōu)化Ti含量的復(fù)合釬料釬焊Si_3N_4/316L不銹鋼的組織及性能
4.3 復(fù)合釬料釬焊接頭強(qiáng)化機(jī)理及熱力學(xué)分析
4.3.1 復(fù)合釬料強(qiáng)化接頭機(jī)理分析
4.3.2 復(fù)合釬料原位生成熱力學(xué)分析
4.4 本章小結(jié)
第5章 磁控濺射過(guò)渡層釬焊Si_3N_4/316L不銹鋼組織及性能研究
5.1 引言
5.2 薄膜沉積工藝對(duì)薄膜厚度及粗糙度的影響
5.3 Ti-Nb-Mo金屬化薄膜體系對(duì)釬焊Si_3N_4/316L不銹鋼接頭的組織及性能影響
5.3.1 Ti/Nb膜釬焊Si_3N_4/316L不銹鋼的組織形貌
5.3.2 Ti/Mo膜釬焊Si_3N_4/316L不銹鋼的接頭組織形貌
5.3.3 Ti-Nb/Mo膜釬焊Si_3N_4/316L不銹鋼的接頭組織形貌
5.3.4 Ti-Nb-Mo金屬化薄膜體系釬焊Si_3N_4/316L不銹鋼的力學(xué)性能
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的強(qiáng)化機(jī)理研究現(xiàn)狀[J]. 葉想平,李英雷,翁繼東,蔡靈倉(cāng),劉倉(cāng)理. 材料工程. 2018(12)
[2]陶瓷與金屬異種材料連接技術(shù)研究現(xiàn)狀[J]. 逯春陽(yáng),馬志鵬,姜海成,張茗瑄,于海洋. 焊接. 2018(09)
[3]Si3N4陶瓷/304不銹鋼釬焊接頭殘余應(yīng)力數(shù)值模擬[J]. 王錫嶺,馬秋杰,許祥平. 焊接技術(shù). 2018(08)
[4]納米SiC增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料強(qiáng)化機(jī)理研究[J]. 李傳鵬. 廣東蠶業(yè). 2018(06)
[5]工程陶瓷連接力學(xué)性能提升研究進(jìn)展[J]. 何鵬,馮青華,林鐵松,Sekulic P Dusan. 中國(guó)材料進(jìn)展. 2017(02)
[6]添加泡沫鎳中間層Al2O3/1Cr18Ni9Ti釬焊接頭性能研究[J]. 張羽,朱穎,郭偉,齊丹,祁澤武. 熱加工工藝. 2016(17)
[7]CNTs/Al5083復(fù)合材料力學(xué)性能及增強(qiáng)機(jī)制[J]. 李錚,蔡曉蘭,周蕾,易峰,余明俊,張文忠,郭鯉. 材料工程. 2015(08)
[8]釬焊氮化硅陶瓷的Ag-Cu基釬料的研究進(jìn)展[J]. 栗慧. 材料導(dǎo)報(bào). 2014(S1)
[9]航空航天輕質(zhì)高溫結(jié)構(gòu)材料的焊接技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 熊華平,毛建英,陳冰清,王群,吳世彪,李曉紅. 材料工程. 2013(10)
[10]緩解陶瓷/金屬連接接頭殘余熱應(yīng)力的方法研究進(jìn)展[J]. 熊華平,吳世彪,陳波,毛唯. 焊接學(xué)報(bào). 2013(09)
博士論文
[1]Ag-Cu-Ti+TiNp釬焊Si3N4陶瓷/Fe基合金接頭的組織性能及連接機(jī)理研究[D]. 王天鵬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]SiO2-BN陶瓷與Invar合金釬焊中間層設(shè)計(jì)及界面結(jié)構(gòu)形成機(jī)理[D]. 楊振文.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[3]Ag-Cu-Ti基復(fù)合釬料釬焊氮化硅陶瓷的連接工藝和機(jī)理研究[D]. 賀艷明.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
碩士論文
[1]Al2O3陶瓷與奧氏體不銹鋼真空釬焊接頭抗裂性研究[D]. 吳立舟.南昌航空大學(xué) 2017
[2]SiO2-BN陶瓷與Nb釬焊接頭形成機(jī)理及力學(xué)性能[D]. 仇奇文.天津大學(xué) 2017
[3]Al2O3陶瓷與TiAl合金真空活性釬焊工藝與機(jī)理研究[D]. 牛國(guó)賓.天津大學(xué) 2017
[4]Si3N4陶瓷與Invar合金釬焊工藝及機(jī)理研究[D]. 徐玉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[5]2Si-B-3C-N陶瓷與Nb的釬焊工藝及機(jī)理研究[D]. 沈彥旭.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[6]TiN顆粒增強(qiáng)銀基復(fù)合釬料釬焊CBN磨粒的研究[D]. 陳珍珍.南京航空航天大學(xué) 2009
本文編號(hào):3206792
【文章來(lái)源】:江蘇科技大學(xué)江蘇省
【文章頁(yè)數(shù)】:80 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景和研究意義
1.2 陶瓷與金屬的連接研究現(xiàn)狀
1.3 緩解釬焊過(guò)程中殘余應(yīng)力的研究現(xiàn)狀
1.3.1 復(fù)合釬料法
1.3.2 添加緩沖層法
1.4 研究?jī)?nèi)容
第2章 試驗(yàn)材料與方法
2.1 實(shí)驗(yàn)用材料
2.1.1 釬焊母材選擇
2.1.2 釬料的選擇及制備
2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和方法
2.3 釬焊接頭組織和性能表征
2.3.1 XRD分析
2.3.2 掃描電子顯微鏡分析
2.4 釬焊接頭力學(xué)性能測(cè)試
第3章 AgCuTi釬料釬焊Si_3N_4/316L不銹鋼接頭的組織和性能研究
3.1 引言
3.2 (AgCu_(28))Ti_(3.6) 在母材表面的潤(rùn)濕性能分析
3.3 Si_3N_4/316L不銹鋼接頭的界面組織以及反應(yīng)相力學(xué)行為
3.3.1 Si_3N_4/316L不銹鋼接頭的典型界面組織
3.3.2 Si_3N_4/316L不銹鋼接頭的反應(yīng)相力學(xué)行為
3.4 不同工藝參數(shù)對(duì)Si_3N_4/316L不銹鋼接頭的組織及性能的影響
3.4.1 釬焊溫度對(duì)于Si_3N_4/316L不銹鋼的接頭組織及性能影響
3.4.2 釬焊保溫時(shí)間對(duì)Si_3N_4/316L不銹鋼接頭的組織及性能影響
3.4.3 Ti含量對(duì)Si_3N_4/316L不銹鋼接頭的組織及性能影響
3.5 Si_3N_4/316L不銹鋼釬焊接頭的連接機(jī)理研究
3.6 本章小結(jié)
第4章 復(fù)合釬料釬焊Si_3N_4 陶瓷/316L不銹鋼接頭組織及性能研究
4.1 引言
4.2 采用AgCuTi+BN復(fù)合釬料釬焊Si_3N_4/316L不銹鋼的研究
4.2.1 Si_3N_4/316L不銹鋼接頭接頭中添加增強(qiáng)相的選擇
4.2.2 復(fù)合釬料釬焊Si_3N_4 陶瓷和316L不銹鋼的典型界面結(jié)構(gòu)
4.2.3 不同BN含量對(duì)Si_3N_4/316L不銹鋼接頭的組織及力學(xué)性能影響
4.2.4 優(yōu)化Ti含量的復(fù)合釬料釬焊Si_3N_4/316L不銹鋼的組織及性能
4.3 復(fù)合釬料釬焊接頭強(qiáng)化機(jī)理及熱力學(xué)分析
4.3.1 復(fù)合釬料強(qiáng)化接頭機(jī)理分析
4.3.2 復(fù)合釬料原位生成熱力學(xué)分析
4.4 本章小結(jié)
第5章 磁控濺射過(guò)渡層釬焊Si_3N_4/316L不銹鋼組織及性能研究
5.1 引言
5.2 薄膜沉積工藝對(duì)薄膜厚度及粗糙度的影響
5.3 Ti-Nb-Mo金屬化薄膜體系對(duì)釬焊Si_3N_4/316L不銹鋼接頭的組織及性能影響
5.3.1 Ti/Nb膜釬焊Si_3N_4/316L不銹鋼的組織形貌
5.3.2 Ti/Mo膜釬焊Si_3N_4/316L不銹鋼的接頭組織形貌
5.3.3 Ti-Nb/Mo膜釬焊Si_3N_4/316L不銹鋼的接頭組織形貌
5.3.4 Ti-Nb-Mo金屬化薄膜體系釬焊Si_3N_4/316L不銹鋼的力學(xué)性能
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的強(qiáng)化機(jī)理研究現(xiàn)狀[J]. 葉想平,李英雷,翁繼東,蔡靈倉(cāng),劉倉(cāng)理. 材料工程. 2018(12)
[2]陶瓷與金屬異種材料連接技術(shù)研究現(xiàn)狀[J]. 逯春陽(yáng),馬志鵬,姜海成,張茗瑄,于海洋. 焊接. 2018(09)
[3]Si3N4陶瓷/304不銹鋼釬焊接頭殘余應(yīng)力數(shù)值模擬[J]. 王錫嶺,馬秋杰,許祥平. 焊接技術(shù). 2018(08)
[4]納米SiC增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料強(qiáng)化機(jī)理研究[J]. 李傳鵬. 廣東蠶業(yè). 2018(06)
[5]工程陶瓷連接力學(xué)性能提升研究進(jìn)展[J]. 何鵬,馮青華,林鐵松,Sekulic P Dusan. 中國(guó)材料進(jìn)展. 2017(02)
[6]添加泡沫鎳中間層Al2O3/1Cr18Ni9Ti釬焊接頭性能研究[J]. 張羽,朱穎,郭偉,齊丹,祁澤武. 熱加工工藝. 2016(17)
[7]CNTs/Al5083復(fù)合材料力學(xué)性能及增強(qiáng)機(jī)制[J]. 李錚,蔡曉蘭,周蕾,易峰,余明俊,張文忠,郭鯉. 材料工程. 2015(08)
[8]釬焊氮化硅陶瓷的Ag-Cu基釬料的研究進(jìn)展[J]. 栗慧. 材料導(dǎo)報(bào). 2014(S1)
[9]航空航天輕質(zhì)高溫結(jié)構(gòu)材料的焊接技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 熊華平,毛建英,陳冰清,王群,吳世彪,李曉紅. 材料工程. 2013(10)
[10]緩解陶瓷/金屬連接接頭殘余熱應(yīng)力的方法研究進(jìn)展[J]. 熊華平,吳世彪,陳波,毛唯. 焊接學(xué)報(bào). 2013(09)
博士論文
[1]Ag-Cu-Ti+TiNp釬焊Si3N4陶瓷/Fe基合金接頭的組織性能及連接機(jī)理研究[D]. 王天鵬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]SiO2-BN陶瓷與Invar合金釬焊中間層設(shè)計(jì)及界面結(jié)構(gòu)形成機(jī)理[D]. 楊振文.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[3]Ag-Cu-Ti基復(fù)合釬料釬焊氮化硅陶瓷的連接工藝和機(jī)理研究[D]. 賀艷明.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
碩士論文
[1]Al2O3陶瓷與奧氏體不銹鋼真空釬焊接頭抗裂性研究[D]. 吳立舟.南昌航空大學(xué) 2017
[2]SiO2-BN陶瓷與Nb釬焊接頭形成機(jī)理及力學(xué)性能[D]. 仇奇文.天津大學(xué) 2017
[3]Al2O3陶瓷與TiAl合金真空活性釬焊工藝與機(jī)理研究[D]. 牛國(guó)賓.天津大學(xué) 2017
[4]Si3N4陶瓷與Invar合金釬焊工藝及機(jī)理研究[D]. 徐玉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[5]2Si-B-3C-N陶瓷與Nb的釬焊工藝及機(jī)理研究[D]. 沈彥旭.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[6]TiN顆粒增強(qiáng)銀基復(fù)合釬料釬焊CBN磨粒的研究[D]. 陳珍珍.南京航空航天大學(xué) 2009
本文編號(hào):3206792
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