本文關(guān)鍵詞：Al_2O_3陶瓷反應(yīng)金屬化及其與紫銅釬焊工藝及機(jī)理研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：Al2O3陶瓷-紫銅復(fù)合構(gòu)件在航空航天、電子工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用前景。針對Al2O3陶瓷與紫銅之間的釬焊連接,本文提出了先對Al2O3陶瓷進(jìn)行反應(yīng)金屬化再與紫銅連接的間接釬焊方法,對反應(yīng)金屬化機(jī)理進(jìn)行了闡述,并研究了金屬化粉末中Ti含量和釬焊工藝參數(shù)對Al2O3陶瓷/紫銅接頭微觀組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的影響。將金屬化粉末作為活性釬料對Al2O3陶瓷與紫銅進(jìn)行直接釬焊,并對比了兩種釬焊方法對釬縫組織、接頭性能和紫銅母材的影響。綜合分析了接頭的斷裂位置,抗剪強(qiáng)度和接頭組織之間的相互聯(lián)系。采用機(jī)械球磨的方式制備Sn0.3Ag0.7Cu-x%Ti(wt.%,x=2,4,6,8)金屬化粉末,其熔化區(qū)間為219°C-231°C,機(jī)械球磨過程未導(dǎo)致金屬化粉末發(fā)生機(jī)械冶金反應(yīng)。在900°C/30min條件下對Al2O3陶瓷進(jìn)行反應(yīng)金屬化,在Al2O3陶瓷表面得到了結(jié)合良好且包括β-Sn基體和Ti6Sn5相的金屬化層,其中Ti6Sn5相隨著Ti含量的增加而增加。金屬化層/Al2O3陶瓷界面生成了Ti O反應(yīng)層。利用Sn0.3Ag0.7Cu釬料在580°C-660°C實(shí)現(xiàn)了金屬化的Al2O3陶瓷與紫銅的連接。接頭典型界面結(jié)構(gòu)為:Cu/Cu3Sn/Cu6Sn5/β-Sn(Ti6Sn5+Al2O3陶瓷顆粒)/Al2O3陶瓷。釬焊工藝參數(shù)對接頭的界面結(jié)構(gòu)和抗剪強(qiáng)度有著較大的影響,隨著釬焊溫度升高或者保溫時間延長,紫銅中Cu元素向釬縫中的溶解量增多,釬縫中形成越來越多的Cu-Sn化合物。當(dāng)620°C/5min時,接頭獲得最大抗剪強(qiáng)度值32MPa,斷裂發(fā)生于Cu6Sn5和β-Sn層。當(dāng)釬焊參數(shù)超過最佳釬焊工藝(620°C/5min)時,釬縫中出現(xiàn)柯肯達(dá)爾空洞,導(dǎo)致接頭抗剪強(qiáng)度急劇下降。將金屬化粉末作為活性釬料在900°C/10min條件下實(shí)現(xiàn)了Al2O3陶瓷與紫銅直接釬焊,接頭的典型組織包括:Cu(s,s)、富Cu相和Ti2Cu相,Al2O3陶瓷側(cè)生成含有Ti O和Ti O2的反應(yīng)層。隨著Ti含量的增加,釬料與Al2O3陶瓷之間的反應(yīng)越充分,接頭的抗剪強(qiáng)度逐漸增大并達(dá)到穩(wěn)定值。Ti含量為6%和8%時,接頭得到最大抗剪強(qiáng)度值52MPa,接頭完全斷裂于Al2O3陶瓷基體。相比于間接釬焊,接頭的抗剪強(qiáng)度有所提高,但是對紫銅表面硬度的損害更大。
【關(guān)鍵詞】：反應(yīng)金屬化 釬焊 SnAgCu Al2O3陶瓷 紫銅
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG454
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-23
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義9
• 1.2 陶瓷與金屬的焊接現(xiàn)狀9-19
• 1.2.1 陶瓷潤濕性研究10-13
• 1.2.2 陶瓷與金屬的間接釬焊13-16
• 1.2.3 陶瓷與金屬的直接釬焊16-19
• 1.3 元素Ti在Al_2O_3 陶瓷釬焊中的重要作用19-22
• 1.4 本課題的主要研究內(nèi)容22-23
• 第2章 試驗(yàn)材料、設(shè)備及方法23-29
• 2.1 試驗(yàn)材料23-24
• 2.2 試驗(yàn)設(shè)備及過程24-27
• 2.2.1 試驗(yàn)設(shè)備24-25
• 2.2.2 試驗(yàn)過程25-27
• 2.3 試驗(yàn)分析及性能測試27-29
• 2.3.1 微觀組織分析27
• 2.3.2 力學(xué)性能測試27-29
• 第3章 Al_2O_3 陶瓷反應(yīng)金屬化29-39
• 3.1 金屬化粉末的表征29-31
• 3.2 金屬化層的表征31-36
• 3.3 Al_2O_3 陶瓷反應(yīng)金屬化的機(jī)理36-37
• 3.4 本章小結(jié)37-39
• 第4章 Al_2O_3 陶瓷與紫銅的間接釬焊39-53
• 4.1 Al_2O_3 陶瓷/紫銅間接釬焊接頭的典型界面組織結(jié)構(gòu)39-41
• 4.2 Ti含量對Al_2O_3 陶瓷/紫銅接頭微觀組織和抗剪強(qiáng)度的影響41-44
• 4.3 釬焊溫度對Al_2O_3 陶瓷/紫銅接頭微觀組織和抗剪強(qiáng)度的影響44-49
• 4.4 釬焊時間對Al_2O_3 陶瓷/紫銅接頭微觀組織和抗剪強(qiáng)度的影響49-50
• 4.5 Al_2O_3 陶瓷與紫銅間接釬焊機(jī)理分析50-52
• 4.6 本章小結(jié)52-53
• 第5章 Al_2O_3 陶瓷與紫銅的直接釬焊53-65
• 5.1 Al_2O_3 陶瓷/紫銅直接釬焊接頭的典型界面結(jié)構(gòu)53-55
• 5.2 Ti含量對Al_2O_3 陶瓷/紫銅接頭的微觀組織的影響55-57
• 5.3 Ti含量對Al_2O_3 陶瓷/紫銅接頭抗剪強(qiáng)度的影響57-60
• 5.4 Al_2O_3 陶瓷/紫銅直接釬焊接頭的組織演化及連接機(jī)理60-61
• 5.5 Al_2O_3 陶瓷與紫銅直接釬焊和間接釬焊的對比分析61-64
• 5.5.1 釬焊方式對Al_2O_3 陶瓷/紫銅接頭組織和力學(xué)性能的影響61-62
• 5.5.2 釬焊方式對紫銅微觀組織和力學(xué)性能的影響62-64
• 5.6 本章小結(jié)64-65
• 結(jié)論65-67
• 參考文獻(xiàn)67-72
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果72-74
• 致謝74

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

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  本文關(guān)鍵詞：Al_2O_3陶瓷反應(yīng)金屬化及其與紫銅釬焊工藝及機(jī)理研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：323821