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)、較高的熱導率及優(yōu)異的電絕緣性能,而且具有高強度、高硬度、極好的耐磨性、耐蝕性、耐高溫等機械性能得到廣泛應用。而ZrO₂陶瓷化學穩(wěn)定性及抗氧化性能好,熱導率小,具有良好的抗沖擊性、可燒結(jié)性等特點,廣泛應用于航空航天、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)材料焊接的對象。在陶瓷與金屬焊接的過程中,由于兩者的熱膨脹系數(shù)差異大、焊接接頭的殘余應力大,導致接頭的力學性能低。減緩焊接接頭中的... 

【文章來源】：西南科技大學四川省

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學位級別】：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，殘余應力小，釘扎效果強[8]。ZhangY等人通過控制激光參數(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的接頭強度，是平界面的2.75倍，通過有限元數(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力重新分布增強了接頭的強度。溝槽會使界面殘余應力突然發(fā)生改變，從拉應力驟變?yōu)閴簯Γ柚沽肆鸭y的擴展從而提高接頭的強度。同時得出測試方向不同剪切強度亦不同，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先進工藝條件先進工藝條件通過先進的技術(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)常見的低熔點焊料為Au80Sn20(280℃)、Sn97Cu3(300℃)、Sn77.2In20Ag2.8(187℃)、AgCuSn(218℃)、Au88Ge12(316℃)，可在較低溫度下將樣品焊接。仇奇文等人通過使用惰性的Ag-Cu和Ag-Cu+B的復合釬料實現(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ZrO2陶瓷和310S不銹鋼在空氣中進行了反應釬焊，接頭強度達到69MPa，但不銹鋼與界面處的氧化物反應層與陶瓷的熱膨脹系數(shù)不匹配，殘余應力大，使剪切強度降低[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/不銹鋼復合結(jié)構(gòu)的殘余應力分布情況，不銹鋼與陶瓷側(cè)的拉應力是造成該接頭強度降低的主要因素，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物中對儀器、環(huán)境要求最小的就是含能反應多層膜，一方面含能反應多層膜可以充當局部熱源[17]，對局部進行瞬間急劇的升溫，另一方面還可以充當焊接的成分，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，在微米級或納米級厚度的堆疊薄箔或薄膜中發(fā)生納米級金屬間或鋁熱反應。它們通常是通過在基板上使用磁控濺射的金屬氣相沉積技術(shù)制備的，并且一些實驗試驗已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，高放熱反應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)開發(fā)出被用作顯著改善小型點火裝置中的次級高能材料的點火性能的方式。近年來，已經(jīng)進行了各種各樣的研究和開發(fā)嘗試，試圖將這種反應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，以增強炸藥爆炸和推進劑點火的性能。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用，例如環(huán)保的無鉛引爆劑和雷管，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特的交替層狀結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，對于制備的方法也有獨特的要求。要求在生長過程中有完整的單層膜存在，盡量少的形成金屬間化合物；沉積過程中溫度較低，避免反應多層膜自燃；重復性高，能在長時間內(nèi)制備均勻的膜層。目前常見的多層膜的制備方法有機械軋制、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，通過對蒸發(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，可以通過改變蒸發(fā)速率、蒸發(fā)源與基底的距離來調(diào)整薄膜的厚度。蒸發(fā)鍍膜的西南科技大學碩士論文

【參考文獻】：
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博士論文
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碩士論文
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[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 2007



本文編號：3562139