金屬和陶瓷的組合件具有陶瓷和金屬的兩者的優(yōu)異性能,因此兩者的結(jié)合在制造業(yè)運(yùn)用廣泛,大到航空航天中作為空間站的外層結(jié)構(gòu)、空間運(yùn)輸工具,小到用于汽車的渦輪增壓轉(zhuǎn)子、火花塞以及各種絕緣組件,而其中最常用的陶瓷有氧化物陶瓷和氮化物陶瓷,金屬常使用不銹鋼與鈦合金。特別是Al₂O₃陶瓷因其具有較低的熱膨脹系數(shù)、較高的熱導(dǎo)率及優(yōu)異的電絕緣性能,而且具有高強(qiáng)度、高硬度、極好的耐磨性、耐蝕性、耐高溫等機(jī)械性能得到廣泛應(yīng)用。而ZrO₂陶瓷化學(xué)穩(wěn)定性及抗氧化性能好,熱導(dǎo)率小,具有良好的抗沖擊性、可燒結(jié)性等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于航空航天、生物醫(yī)療等領(lǐng)域,是一種非常有前景的陶瓷材料。奧氏體不銹鋼因其在氧化性環(huán)境中具有優(yōu)良的耐腐蝕性能和良好的耐熱性能等特點(diǎn)受到積極的關(guān)注�；谶@以上材料的優(yōu)異性能,本課題遂選取Al₂O₃陶瓷、ZrO₂陶瓷、奧氏體不銹鋼作為研究異質(zhì)材料焊接的對(duì)象。在陶瓷與金屬焊接的過(guò)程中,由于兩者的熱膨脹系數(shù)差異大、焊接接頭的殘余應(yīng)力大,導(dǎo)致接頭的力學(xué)性能低。減緩焊接接頭中的... 

【文章來(lái)源】：西南科技大學(xué)四川省

【文章頁(yè)數(shù)】：58 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

Ni泡沫的微觀結(jié)構(gòu)[5]

?幕?硎且蛭?捎謚?中甕及傅?存在，使得釬焊連接的面積增大，殘余應(yīng)力小，釘扎效果強(qiáng)[8]。ZhangY等人通過(guò)控制激光參數(shù)調(diào)整Al2O3陶瓷上的凹槽尺寸，使用AgCuTi釬料，將304不銹鋼與陶瓷焊接，得到66MPa的接頭強(qiáng)度，是平界面的2.75倍，通過(guò)有限元數(shù)據(jù)模擬分析得出是由于周期性的表面圖案引起的殘余應(yīng)力重新分布增強(qiáng)了接頭的強(qiáng)度。溝槽會(huì)使界面殘余應(yīng)力突然發(fā)生改變，從拉應(yīng)力驟變?yōu)閴簯?yīng)力，阻止了裂紋的擴(kuò)展從而提高接頭的強(qiáng)度。同時(shí)得出測(cè)試方向不同剪切強(qiáng)度亦不同，沿著線條的方向和垂直于線條的方向均有較大的差異[9]。圖1-2焊接接頭界面圖示[8]Fig.1-2Schematicdiagramoftheweldedjointinterface[8]1.2.3先進(jìn)工藝條件先進(jìn)工藝條件通過(guò)先進(jìn)的技術(shù)降低焊接的溫度或者減少總熱量的輸入，比如使用低熔點(diǎn)焊料或者使用局部熱源，或者使用閃燒焊接技術(shù)（電流輔助焊接技術(shù)）。目前工業(yè)常見(jiàn)的低熔點(diǎn)焊料為Au80Sn20(280℃)、Sn97Cu3(300℃)、Sn77.2In20Ag2.8(187℃)、AgCuSn(218℃)、Au88Ge12(316℃)，可在較低溫度下將樣品焊接。仇奇文等人通過(guò)使用惰性的Ag-Cu和Ag-Cu+B的復(fù)合釬料實(shí)現(xiàn)了Al2O3和Ti-6Al-4V合金的焊接，發(fā)現(xiàn)合金中Ti的溶解是獲得良好接頭的關(guān)鍵因素，而且加入了B之后接頭處的殘余應(yīng)力降低，使得接頭斷裂模式得到變化[10]；黃曉克等人使用Ag－n(CuO)x釬料對(duì)ZrO2陶瓷和310S不銹鋼在空氣中進(jìn)行了反應(yīng)釬焊，接頭強(qiáng)度達(dá)到69MPa，但不銹鋼與界面處的氧化物反應(yīng)層與陶瓷的熱膨脹系數(shù)不匹配，殘余應(yīng)力大，使剪切強(qiáng)度降低[11]；劉多等人采用有限元數(shù)值模擬的方法研究了AgCuTi釬料釬焊紫銅/Al2O3陶瓷/不銹鋼復(fù)合結(jié)構(gòu)的殘余應(yīng)力分布情況，不銹鋼與陶瓷側(cè)的拉應(yīng)力是造成該接頭強(qiáng)度降低的主要因素，且生成的連續(xù)的TiO是接頭薄弱區(qū)[12]；FuW使用在SAC焊

111.3.1含能多層膜的形式含能反應(yīng)物中對(duì)儀器、環(huán)境要求最小的就是含能反應(yīng)多層膜，一方面含能反應(yīng)多層膜可以充當(dāng)局部熱源[17]，對(duì)局部進(jìn)行瞬間急劇的升溫，另一方面還可以充當(dāng)焊接的成分，這種多層膜有多種形式，平面多層膜、垂直多層膜[18,19]、球殼狀多層膜[20]。其中研究最多的是平面多層膜，在微米級(jí)或納米級(jí)厚度的堆疊薄箔或薄膜中發(fā)生納米級(jí)金屬間或鋁熱反應(yīng)。它們通常是通過(guò)在基板上使用磁控濺射的金屬氣相沉積技術(shù)制備的，并且一些實(shí)驗(yàn)試驗(yàn)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，高放熱反應(yīng)波的自持傳播具有每秒幾十米的高傳播速度。而且這些多層的高能薄膜結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)出被用作顯著改善小型點(diǎn)火裝置中的次級(jí)高能材料的點(diǎn)火性能的方式。近年來(lái)，已經(jīng)進(jìn)行了各種各樣的研究和開(kāi)發(fā)嘗試，試圖將這種反應(yīng)性的鋁熱劑或金屬間化合物的高能概念集成到基于MEMS的引發(fā)器中，以增強(qiáng)炸藥爆炸和推進(jìn)劑點(diǎn)火的性能。因此含能平面多層膜在軍事和工業(yè)領(lǐng)域具有許多潛在的應(yīng)用，例如環(huán)保的無(wú)鉛引爆劑和雷管，焊接或連接，臨床用熱源等。圖1-3多層膜的形式[21]Fig.1-3Theformofmultilayerfilm[21]1.3.2含能多層膜的制備方法多層膜由于其獨(dú)特的交替層狀結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，對(duì)于制備的方法也有獨(dú)特的要求。要求在生長(zhǎng)過(guò)程中有完整的單層膜存在，盡量少的形成金屬間化合物；沉積過(guò)程中溫度較低，避免反應(yīng)多層膜自燃；重復(fù)性高，能在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)制備均勻的膜層。目前常見(jiàn)的多層膜的制備方法有機(jī)械軋制、蒸發(fā)鍍膜、磁控濺射鍍膜等。蒸發(fā)鍍膜：蒸發(fā)鍍膜是在較高真空下，把蒸發(fā)源放在坩堝里，基底放置于坩堝的上方，通過(guò)對(duì)蒸發(fā)源加熱，使其以原子或者分子的形式增發(fā)，最終在基底表面上凝結(jié)成膜，可以通過(guò)改變蒸發(fā)速率、蒸發(fā)源與基底的距離來(lái)調(diào)整薄膜的厚度。蒸發(fā)鍍膜的西南科技大學(xué)碩士論文

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]含能多層膜的制備及電爆炸性能研究[D]. 邱林俊.西南科技大學(xué) 2016
[2]Cu/Ni多層納米線的制備及磁性能研究[D]. 李偉祥.天津大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3562139