空氣舵用Si 3 N 4 及C f /SiC陶瓷的連接及其模擬件接頭設計
發(fā)布時間:2021-07-26 09:33
本文針對空氣舵用Si3N4陶瓷及Cf/SiC復合材料采用Yb(或Y)-Al-Si-O-N玻璃焊料的設計,獲得了以原位生成較多β-Sialon和適量玻璃相為中間層的Si3N4/Si3N4陶瓷接頭及Si3N4/Cf/SiC復合材料接頭。研究了摻雜不同稀土和不同摩爾比的Si3N4的焊料及連接工藝參數(shù)對接頭組織與性能的影響規(guī)律;討論了接頭界面的連接機理,評價了接頭的抗熱震性和高溫抗氧化性;并利用ABAQUS有限元模擬軟件對結(jié)構(gòu)模擬件進行焊接冷卻后應力場分布分析,實現(xiàn)了模擬件的接頭設計。研究發(fā)現(xiàn),隨著焊料中Si3N4摩爾比的增大,焊料的粘度逐漸增大,與母材的潤濕性變?nèi)?所以焊縫逐漸變寬,同時焊縫中的β-Sialon相逐漸增多,并由粗大狀逐漸變?yōu)榧毿〉尼槧罱M織。當施加的壓力增加時,能夠減小焊縫的...
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究的背景和意義
1.2 陶瓷連接技術(shù)
1.2.1 釬焊技術(shù)
1.2.2 固相擴散連接
1.2.3 部分瞬時液相連接
1.2.4 玻璃連接
1.3 玻璃焊料連接氮化硅陶瓷的國內(nèi)外研究進展
1.4 主要研究內(nèi)容
第2章 試驗材料和實驗方法
2.1 試驗原材料
2.2 玻璃焊料成分及其制備
2.3 材料連接所用設備及工藝參數(shù)
2.4 接頭組織分析和性能測試
2.4.1 掃描電子顯微鏡分析(SEM)
2.4.2 能譜分析(EDS)
2.4.3 XRD分析
2.4.4 TEM分析和HREM觀察
2.4.5 連接接頭性能測試
2.4.6 抗熱震性能測試
2.4.7 氧化試驗
第3章 連接工藝對接頭組織和性能的影響
3.1 引言
3.2 Si_3N_4/Si_3N_4接頭的組織與性能
3.2.1 連接溫度對Si_3N_4連接接頭組織和性能的影響
3.2.2 連接壓力對Si_3N_4連接接頭組織和性能的影響
3.3 RE-Si-Al-O-N玻璃焊料連接Si_3N_4與C_f/SiC復合材料
3.3.1 Y-SN焊料連接Si_3N_4與C_f/SiC復合材料
3.3.2 Yb-SN焊料連接Si_3N_4與C_f/SiC復合材料
3.4 本章小結(jié)
第4章 連接接頭的高溫損傷及連接機理
4.1 引言
4.2 接頭的高溫損傷
4.2.1 Si_3N_4/Si_3N_4陶瓷的抗熱震性
4.2.2 Si_3N_4/C_f/SiC連接接頭的抗熱震性和抗氧化性
4.3 接頭的連接機理
4.3.1 Si_3N_4/Si_3N_4接頭的連接機理
4.3.2 Si_3N_4陶瓷與C_f/SiC復合材料的連接機理
4.4 本章小結(jié)
第5章 舵狀模擬件的設計及有限元模擬
5.1 引言
5.2 有限元分析的基本原理
5.3 材料的相關(guān)參數(shù)的確定
5.4 有限元分析模型的建立
5.5 焊接冷卻后應力場分布
5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Si3N4陶瓷連接技術(shù)研究進展[J]. 馮吉才,宋曉國,曹健,王義峰. 焊接. 2011 (11)
[2]鉬與石墨的瞬間液相擴散焊[J]. 溫亞輝,陳文革. 機械工程材料. 2011(02)
[3]陶瓷與金屬連接技術(shù)的研究進展[J]. 王新陽,李炎,魏世忠,馬向東. 熱加工工藝. 2009(13)
[4]Si3N4陶瓷/45鋼釬焊接頭殘余熱應力數(shù)值模擬[J]. 董潔,袁守謙,劉曉燕,張從容,何曉梅. 鑄造技術(shù). 2008(09)
[5]Si3N4/Ti/Cu/Ti/Si3N4部分瞬間液相連接界面動力學[J]. 鄒家生,初雅杰,翟建廣,陳錚. 焊接學報. 2004(02)
[6]陶瓷與金屬連接的研究進展[J]. 楊敏,鄒增大,劉秀忠,劉麗. 山東冶金. 2004(01)
[7]Si3N4陶瓷的連接研究進展[J]. 鄭仕遠,曹優(yōu)明,胡德斌,陳健. 化學通報. 2003(01)
[8]先進陶瓷刀具的材料及質(zhì)量[J]. 鄭懷東. 陶瓷科學與藝術(shù). 2002(05)
[9]Si3N4陶瓷與Si3N4陶瓷及金屬連接的研究進展[J]. 曹優(yōu)明,鄭仕遠. 材料開發(fā)與應用. 2002(05)
[10]氮化硅基陶瓷連接技術(shù)的研究進展[J]. 張俊計,劉學建,孫興偉,蒲錫鵬,黃莉萍. 陶瓷學報. 2002(02)
博士論文
[1]C/C復合材料與TC4釬焊接頭組織及性能研究[D]. 秦優(yōu)瓊.哈爾濱工業(yè)大學 2007
碩士論文
[1]Ag-Cu-Ti+TiNp釬焊Si3N4陶瓷/42CrMo鋼組織性能和數(shù)值模擬研究[D]. 王天鵬.哈爾濱工業(yè)大學 2012
[2]以摻雜不同稀土β-Sialon-玻璃為中間層的Si3N4接頭研究[D]. 紀東超.哈爾濱工業(yè)大學 2012
[3]β-sialon-玻璃中間層連接Si3N4陶瓷接頭的組織與性能[D]. 袁曉東.哈爾濱工業(yè)大學 2011
本文編號:3303307
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究的背景和意義
1.2 陶瓷連接技術(shù)
1.2.1 釬焊技術(shù)
1.2.2 固相擴散連接
1.2.3 部分瞬時液相連接
1.2.4 玻璃連接
1.3 玻璃焊料連接氮化硅陶瓷的國內(nèi)外研究進展
1.4 主要研究內(nèi)容
第2章 試驗材料和實驗方法
2.1 試驗原材料
2.2 玻璃焊料成分及其制備
2.3 材料連接所用設備及工藝參數(shù)
2.4 接頭組織分析和性能測試
2.4.1 掃描電子顯微鏡分析(SEM)
2.4.2 能譜分析(EDS)
2.4.3 XRD分析
2.4.4 TEM分析和HREM觀察
2.4.5 連接接頭性能測試
2.4.6 抗熱震性能測試
2.4.7 氧化試驗
第3章 連接工藝對接頭組織和性能的影響
3.1 引言
3.2 Si_3N_4/Si_3N_4接頭的組織與性能
3.2.1 連接溫度對Si_3N_4連接接頭組織和性能的影響
3.2.2 連接壓力對Si_3N_4連接接頭組織和性能的影響
3.3 RE-Si-Al-O-N玻璃焊料連接Si_3N_4與C_f/SiC復合材料
3.3.1 Y-SN焊料連接Si_3N_4與C_f/SiC復合材料
3.3.2 Yb-SN焊料連接Si_3N_4與C_f/SiC復合材料
3.4 本章小結(jié)
第4章 連接接頭的高溫損傷及連接機理
4.1 引言
4.2 接頭的高溫損傷
4.2.1 Si_3N_4/Si_3N_4陶瓷的抗熱震性
4.2.2 Si_3N_4/C_f/SiC連接接頭的抗熱震性和抗氧化性
4.3 接頭的連接機理
4.3.1 Si_3N_4/Si_3N_4接頭的連接機理
4.3.2 Si_3N_4陶瓷與C_f/SiC復合材料的連接機理
4.4 本章小結(jié)
第5章 舵狀模擬件的設計及有限元模擬
5.1 引言
5.2 有限元分析的基本原理
5.3 材料的相關(guān)參數(shù)的確定
5.4 有限元分析模型的建立
5.5 焊接冷卻后應力場分布
5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Si3N4陶瓷連接技術(shù)研究進展[J]. 馮吉才,宋曉國,曹健,王義峰. 焊接. 2011 (11)
[2]鉬與石墨的瞬間液相擴散焊[J]. 溫亞輝,陳文革. 機械工程材料. 2011(02)
[3]陶瓷與金屬連接技術(shù)的研究進展[J]. 王新陽,李炎,魏世忠,馬向東. 熱加工工藝. 2009(13)
[4]Si3N4陶瓷/45鋼釬焊接頭殘余熱應力數(shù)值模擬[J]. 董潔,袁守謙,劉曉燕,張從容,何曉梅. 鑄造技術(shù). 2008(09)
[5]Si3N4/Ti/Cu/Ti/Si3N4部分瞬間液相連接界面動力學[J]. 鄒家生,初雅杰,翟建廣,陳錚. 焊接學報. 2004(02)
[6]陶瓷與金屬連接的研究進展[J]. 楊敏,鄒增大,劉秀忠,劉麗. 山東冶金. 2004(01)
[7]Si3N4陶瓷的連接研究進展[J]. 鄭仕遠,曹優(yōu)明,胡德斌,陳健. 化學通報. 2003(01)
[8]先進陶瓷刀具的材料及質(zhì)量[J]. 鄭懷東. 陶瓷科學與藝術(shù). 2002(05)
[9]Si3N4陶瓷與Si3N4陶瓷及金屬連接的研究進展[J]. 曹優(yōu)明,鄭仕遠. 材料開發(fā)與應用. 2002(05)
[10]氮化硅基陶瓷連接技術(shù)的研究進展[J]. 張俊計,劉學建,孫興偉,蒲錫鵬,黃莉萍. 陶瓷學報. 2002(02)
博士論文
[1]C/C復合材料與TC4釬焊接頭組織及性能研究[D]. 秦優(yōu)瓊.哈爾濱工業(yè)大學 2007
碩士論文
[1]Ag-Cu-Ti+TiNp釬焊Si3N4陶瓷/42CrMo鋼組織性能和數(shù)值模擬研究[D]. 王天鵬.哈爾濱工業(yè)大學 2012
[2]以摻雜不同稀土β-Sialon-玻璃為中間層的Si3N4接頭研究[D]. 紀東超.哈爾濱工業(yè)大學 2012
[3]β-sialon-玻璃中間層連接Si3N4陶瓷接頭的組織與性能[D]. 袁曉東.哈爾濱工業(yè)大學 2011
本文編號:3303307
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