碳/銅連接在汽車新型碳換向器的制備及聚變堆中面向等離子體部件的制備均具有潛在的應(yīng)用。碳與Cu的熱膨脹系數(shù)差異較大,連接后會在接頭中產(chǎn)生較大的殘余熱應(yīng)力。通過設(shè)計焊料組成原位生成增強相是緩解接頭殘余熱應(yīng)力的方法之一。本論文主要研究在Cu-50Ti H₂焊料中添加反應(yīng)粉體形成復(fù)合焊料真空連接石墨/銅,研究原位反應(yīng)生成的增強相對接頭性能和結(jié)構(gòu)的影響。在Cu-50Ti H₂中添加反應(yīng)粉體B時,隨著B含量的增加,石墨/銅接頭的剪切強度隨之增加。當(dāng)B含量為15 vol.%時,剪切強度最大,為19.77 MPa,相當(dāng)于母材石墨強度的92%。微觀分析表明,采用（Cu-50Ti H₂）+15B復(fù)合焊料連接石墨/銅,接頭界面結(jié)合良好,焊料中Ti與B原位反應(yīng)生成Ti B晶須,焊料層主要由Ti-Cu金屬間化合物、Cu基固溶體及Ti B晶須組成。另外,Ti與石墨發(fā)生界面反應(yīng),生成較薄的Ti C反應(yīng)層。當(dāng)復(fù)合焊料中B含量增加至20 vol.%時,焊料層中Ti B晶須量減少,而顆粒狀Ti B₂的量增多,導(dǎo)致接頭強度下降。在Cu-... 

【文章來源】：武漢工程大學(xué)湖北省

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 選題背景及意義
        1.1.1 碳 /銅連接在汽車制造領(lǐng)域的應(yīng)用
        1.1.2 碳 /銅連接在能源領(lǐng)域的應(yīng)用
    1.2 碳 /銅連接的難點
    1.3 碳 /銅連接的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 石墨 /銅的連接
        1.3.2 CFC/銅的連接
    1.4 陶瓷 /金屬接頭殘余應(yīng)力的產(chǎn)生及緩解方法
        1.4.1 陶瓷 /金屬接頭殘余應(yīng)力的產(chǎn)生
        1.4.2 緩解陶瓷 /金屬接頭殘余應(yīng)力的方法
    1.5 本課題的研究內(nèi)容
第2章 試驗材料和方法
    2.1 試驗材料
        2.1.1 連接母材
        2.1.2 焊料
    2.2 試驗方法
    2.3 接頭性能測試及微觀分析
        2.3.1 接頭剪切強度測試
        2.3.2 接頭熱疲勞性能測試
        2.3.3 接頭微觀分析
第3章 原位反應(yīng)生成Ti B晶須用于石墨/銅的連接
    3.1 采用Cu-50Ti H_2焊料連接石墨/銅
    3.2 采用 (Cu-50Ti H_2)+15B復(fù)合焊料連接石墨 /銅
        3.2.1 (Cu-50Ti H_2)+15B復(fù)合焊料連接石墨 /銅接頭微觀分析
        3.2.2 采用 (Cu-50Ti H_2)+15B復(fù)合焊料連接石墨 /銅的連接機理
    3.3 (Cu-50Ti H_2)+B復(fù)合焊料中B含量對石墨 /銅接頭強度及微觀結(jié)構(gòu)的影響
    3.4 采用 (Cu-50Ti H_2)+15B復(fù)合焊料連接石墨 /銅接頭的抗熱疲勞性能
    3.5 本章小結(jié)
第4章 原位反應(yīng)生成Ti C用于石墨/銅的連接
    4.1 采用 (Cu-50Ti H_2)+5C復(fù)合焊料連接石墨 /銅接頭
        4.1.1 采用 (Cu-50Ti H_2)+5C復(fù)合焊料連接石墨 /銅接頭微觀分析
        4.1.2 采用 (Cu-50Ti H_2)+5C復(fù)合焊料連接石墨 /銅的連接機理
    4.2 (Cu-50Ti H_2)+C復(fù)合焊料中C粉含量對石墨 /銅接頭剪切強度及微觀結(jié)構(gòu)的影響
    4.3 本章小結(jié)
    第6章 結(jié)論
第5章 原位反應(yīng)生成Ti-Si-C增強相用于石墨/銅的連接
    5.1 (Cu-50Ti H_2)+Si C復(fù)合焊料中Si C含量對石墨 /銅接頭剪切強度的影響
    5.2 采用 (Cu-50Ti H_2)+Si C復(fù)合焊料連接石墨 /銅接頭的微觀結(jié)構(gòu)
    5.3 本章小結(jié)
參考文獻
攻讀碩士期間已發(fā)表的論文
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]Effect of Brazing Conditions on Microstructure and Mechanical Properties of Al2O3/Ti—6Al—4V Alloy Joints Reinforced by TiB Whiskers[J]. Minxuan Yang,Peng He,Tiesong Lin.  Journal of Materials Science & Technology. 2013(10)
[2]Cu+B復(fù)合釬料配比對Al2O3/TC4合金釬焊接頭界面組織的影響[J]. 楊敏旋,林鐵松,韓春,何鵬,魏紅梅.  焊接學(xué)報. 2012(07)
[3]新型汽車平面碳換向器的研究與開發(fā)[J]. 汪安文,史文浩,楊偉強,張朋.  汽車工藝與材料. 2010(03)
[4]聚變堆中面向等離子體材料的研究進展[J]. 張小鋒,劉維良,郭雙全,姜林文.  科技創(chuàng)新導(dǎo)報. 2010(03)
[5]Current Status in Layered Ternary Carbide Ti3SiC2,a Review[J]. H.B. Zhang, Y.W. Bao and Y.C. Zhou Shenyang National Laboratory for Materials Science, Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, China.  Journal of Materials Science & Technology. 2009(01)
[6]C/C復(fù)合材料用Ti-Cu合金釬料的試驗研究[J]. 易振華,楊凱珍,向杰,劉鳳美,趙四勇.  材料研究與應(yīng)用. 2008(03)
[7]金屬與陶瓷連接用中間層材料[J]. 張勇,何志勇,馮滌.  鋼鐵研究學(xué)報. 2007(02)
[8]摻雜石墨與銅釬焊的顯微組織[J]. 鐘志宏,周張健,宋書香,都娟,葛昌純.  稀有金屬材料與工程. 2006(S2)
[9]Ti3SiC2陶瓷材料的研究進展[J]. 劉繼進,李松林.  粉末冶金材料科學(xué)與工程. 2006(02)
[10]摻雜石墨/Cu釬焊接頭殘余應(yīng)力的分布特征及中間層的作用[J]. 鐘志宏,周張健,葛昌純.  焊接技術(shù). 2005(06)

博士論文
[1]原位自生TiB晶須增強Al2O3/TC4釬焊接頭組織結(jié)構(gòu)及性能研究[D]. 楊敏旋.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[2]聚變堆第一壁材料氫行為和力學(xué)性質(zhì)的第一性原理研究[D]. 徐京城.大連理工大學(xué) 2011

碩士論文
[1]C/C復(fù)合材料活性釬焊接頭界面組織及連接機理研究[D]. 鄧?yán)?中南大學(xué) 2011
[2]氫化鈦粉制備多孔鈦工藝研究[D]. 黃光明.昆明理工大學(xué) 2011
[3]C/C復(fù)合材料與TiBw-TC4合金釬焊連接工藝及界面行為研究[D]. 黃超.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[4]銅與石墨釬焊工藝與機理研究[D]. 彭壽燕.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[5]C/SiC復(fù)合材料與TC4釬焊工藝研究[D]. 董振華.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[6]石墨與銅釬焊工藝研究[D]. 朱艷.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2006



本文編號：3181810