發(fā)布時(shí)間：2022-04-26 22:24

　　石墨材料具有良好抗熱震性和潤(rùn)滑性,高熱導(dǎo)率等優(yōu)點(diǎn),陶瓷具有機(jī)械性能好和介電常數(shù)高等優(yōu)點(diǎn),其在工業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用。而為了充分發(fā)揮其性能優(yōu)勢(shì),常常需要實(shí)現(xiàn)其連接。釬焊是一種常用的連接石墨、陶瓷材料的方法,目前,主要采用Ni基、Ag基和Cu基等高溫釬料實(shí)現(xiàn)其連接,該種高溫連接方式常常導(dǎo)致接頭開(kāi)裂,低溫連接是解決此問(wèn)題的有效途徑之一。在低溫連接領(lǐng)域,Sn基合金是應(yīng)用最為廣泛的一種釬料,然而該釬料主要針對(duì)金屬與金屬的連接。因此,采用Sn基合金實(shí)現(xiàn)石墨、陶瓷的低溫冶金連接具有重要意義。要實(shí)現(xiàn)低溫連接,保證釬料良好的潤(rùn)濕石墨、陶瓷是關(guān)鍵,本文將以石墨為首要研究對(duì)象,從潤(rùn)濕界面的第一性原理計(jì)算出發(fā),探究活性元素促進(jìn)潤(rùn)濕的本質(zhì),然后開(kāi)展?jié)櫇裥詼y(cè)試,研究Sn基釬料在石墨表面的潤(rùn)濕行為,在潤(rùn)濕性研究結(jié)果的指導(dǎo)下開(kāi)展預(yù)金屬化輔助低溫連接,并與直接連接結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。在此基礎(chǔ)上,探究預(yù)金屬化輔助低溫連接在SiC、ZrO2陶瓷上的適用性�；诘谝恍栽碛�(jì)算得到Sn-Ti潤(rùn)濕石墨過(guò)程中的初始界面、吸附界面和反應(yīng)界面的界面結(jié)合特性。首先分析了 Sn和石墨的體相特征,Sn以金屬鍵為主還具有一定共價(jià)鍵,石墨的同層C原子之... 

【文章頁(yè)數(shù)】：145 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 潤(rùn)濕理論研究進(jìn)展
        1.2.1 潤(rùn)濕的表征
        1.2.2 潤(rùn)濕的分類
        1.2.3 潤(rùn)濕驅(qū)動(dòng)機(jī)制
        1.2.4 金屬/陶瓷體系鋪展動(dòng)力學(xué)模型
    1.3 金屬/石墨和金屬/陶瓷體系潤(rùn)濕和連接研究現(xiàn)狀
        1.3.1 金屬/石墨體系潤(rùn)濕和連接研究現(xiàn)狀
        1.3.2 金屬/ZrO_2陶瓷體系潤(rùn)濕和連接研究現(xiàn)狀
        1.3.3 金屬/SiC陶瓷體系潤(rùn)濕和連接研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 試驗(yàn)及計(jì)算方法
    2.1 試驗(yàn)材料
        2.1.1 母材
        2.1.2 Sn基釬料
    2.2 試驗(yàn)設(shè)備及工藝
        2.2.1 高溫潤(rùn)濕性測(cè)試設(shè)備及工藝
        2.2.2 連接與金屬化設(shè)備及過(guò)程
    2.3 微觀組織分析及性能測(cè)試
        2.3.1 微觀組織分析
        2.3.2 力學(xué)性能測(cè)試
    2.4 第一性原理計(jì)算方法
        2.4.1 第一性原理計(jì)算原理
        2.4.2 計(jì)算方法與分析手段
第3章 Sn-Ti/石墨界面特性的第一性原理研究
    3.1 引言
    3.2 Sn/石墨界面第一性原理計(jì)算
        3.2.1 體相模型及參數(shù)選取
        3.2.2 體相性能
        3.2.3 表面結(jié)構(gòu)及性能
        3.2.4 Sn(001)/石墨(0001)界面模型
        3.2.5 Sn(001)/石墨(0001)界面特性
    3.3 Sn-Ti/石墨界面結(jié)構(gòu)和結(jié)合特性
        3.3.1 Sn-Ti/石墨界面結(jié)構(gòu)
        3.3.2 Sn-Ti/石墨界面特性
    3.4 Sn/TiC界面結(jié)構(gòu)和結(jié)合特性
        3.4.1 TiC體相模型及參數(shù)選取
        3.4.2 TiC體相特性
        3.4.3 TiC(001)表面特性
        3.4.4 Sn(001)/TiC(001)界面模型
        3.4.5 Sn(001)/TiC(001)界面特性
    3.5 本章小結(jié)
第4章 Sn-Ti/石墨體系的潤(rùn)濕及低溫連接機(jī)理研究
    4.1 引言
    4.2 Ti對(duì)Sn/石墨體系潤(rùn)濕行為的影響
        4.2.1 鋪展行為
        4.2.2 界面微觀組織分析
        4.2.3 界面反應(yīng)熱力學(xué)和潤(rùn)濕性分析
        4.2.4 潤(rùn)濕動(dòng)力學(xué)分析
    4.3 Cr對(duì)Sn/石墨體系潤(rùn)濕行為的影響
        4.3.1 鋪展行為
        4.3.2 界面微觀組織分析
        4.3.3 潤(rùn)濕性和鋪展動(dòng)力學(xué)分析
    4.4 Cr和Ti對(duì)Sn在石墨表面潤(rùn)濕行為的對(duì)比
    4.5 Sn-Ti/石墨體系連接機(jī)理研究
        4.5.1 石墨與石墨的直接釬焊
        4.5.2 石墨與石墨的低溫連接
        4.5.3 石墨/石墨接頭強(qiáng)度分析
    4.6 本章小結(jié)
第5章 Sn-Ti/陶瓷體系的潤(rùn)濕及低溫連接機(jī)理研究
    5.1 引言
    5.2 Sn-Ti/ZrO_2體系的潤(rùn)濕及低溫連接機(jī)理研究
        5.2.1 鋪展行為
        5.2.2 界面微觀組織分析
        5.2.3 潤(rùn)濕性及鋪展機(jī)制
        5.2.4 ZrO_2陶瓷的連接機(jī)理研究
    5.3 Sn-Ti/SiC體系的潤(rùn)濕及低溫連接機(jī)理研究
        5.3.1 SiC表面分析
        5.3.2 鋪展行為
        5.3.3 界面微觀組織分析
        5.3.4 潤(rùn)濕性及鋪展機(jī)制
        5.3.5 SiC陶瓷的連接機(jī)理研究
    5.4 Sn-Ti/AlN體系的潤(rùn)濕機(jī)理研究
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Joining of Cf/SiC composite to GH783 superalloy with NiPdPtAu-Cr filler alloy and a Mo interlayer[J]. Wen-Wen Li,Bo Chen,Hua-Ping Xiong,Wen-Jiang Zou,Hai-Shui Ren.  Journal of Materials Science & Technology. 2019(09)
[2]Microstructure and properties of an Al–Ti–Cu–Si brazing alloy for SiC–metal joining[J]. Chun-duo Dai,Rui-na Ma,Wei Wang,Xiao-ming Cao,Yan Yu.  International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2017(05)
[3]金屬/陶瓷的潤(rùn)濕性[J]. 李菊,宮本奎,孫全勝.  山東冶金. 2007(06)
[4]金屬/陶瓷潤(rùn)濕性研究的綜述[J]. 陳康華,包崇璽,劉紅衛(wèi).  材料導(dǎo)報(bào). 1997(02)

博士論文
[1]TiC基金屬陶瓷界面結(jié)合的第一性原理研究[D]. 申玉芳.廣西大學(xué) 2012

碩士論文
[1]SiC陶瓷與Al基和Sn基釬料釬焊界面結(jié)合特性的模擬計(jì)算[D]. 韓雨彤.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3648840