航空航天技術(shù)的快速發(fā)展伴隨著對高溫結(jié)構(gòu)材料更高的性能要求,使得耐超高溫陶瓷材料的研發(fā)及應(yīng)用廣受關(guān)注。其中,Zr C-Si C陶瓷（簡稱ZS陶瓷）作為一種新型的耐超高溫陶瓷,耐熱溫度極高且抗氧化性優(yōu)良,可作為新一代姿控發(fā)動機(jī)噴管構(gòu)件制造材料。TC4鈦合金作為熟知的航天航空常用材料,具有低密度、高比強(qiáng)度、優(yōu)異的耐腐蝕性以及抗疲勞性等特點(diǎn)。將ZS陶瓷與TC4鈦合金進(jìn)行可靠連接是ZS陶瓷實(shí)際應(yīng)用于噴管構(gòu)件的基礎(chǔ),既能滿足其高溫服役要求,又盡可能保證輕量化。陶瓷/金屬釬焊體系中,陶瓷材料往往存在表面惰性問題難以和釬料形成冶金結(jié)合,而TC4鈦合金容易發(fā)生過度溶解導(dǎo)致母材性能急劇下降。因此本文采用Cu-Zr合金體系對ZS陶瓷與TC4鈦合金進(jìn)行釬焊連接,揭示其接頭形成過程。同時針對釬焊過程中存在的問題優(yōu)化釬料成分,制備石墨烯增強(qiáng)復(fù)合釬料進(jìn)一步提高釬焊接頭質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)ZS陶瓷與TC4鈦合金的高質(zhì)量連接。采用Cu-54Zr對ZS陶瓷與TC4鈦合金進(jìn)行釬焊連接,接頭典型界面組織結(jié)構(gòu)為ZS陶瓷/Ti C/（Ti,Zr）₂Cu+（Zr,Ti）₂Cu+Ti（s,s）+（T... 

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 ZS陶瓷與TC4的釬焊性能分析
    1.3 ZS陶瓷的連接研究現(xiàn)狀
        1.3.1 ZS陶瓷的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 ZrC及 SiC陶瓷的連接
    1.4 石墨烯輔助釬焊的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 石墨烯及其制備方法
        1.4.2 石墨烯增強(qiáng)復(fù)合釬料的研究現(xiàn)狀
    1.5 本文的研究內(nèi)容
第2章 試驗(yàn)材料、設(shè)備及方法
    2.1 試驗(yàn)材料
        2.1.1 釬焊母材
        2.1.2 釬焊釬料
    2.2 試驗(yàn)設(shè)備
        2.2.1 石墨烯生長設(shè)備
        2.2.2 釬焊設(shè)備
    2.3 試驗(yàn)過程
        2.3.1 原位生長石墨烯工藝流程
        2.3.2 釬焊連接工藝流程
    2.4 界面組織分析及力學(xué)性能測試
        2.4.1 掃描電子顯微鏡(SEM)分析
        2.4.2 X射線衍射(XRD)分析
        2.4.3 拉曼(Raman)光譜分析
        2.4.4 力學(xué)性能測試
第3章 Cu-54Zr釬焊ZS陶瓷與TC4 鈦合金接頭組織與性能分析
    3.1 引言
    3.2 Cu-54Zr釬焊ZS陶瓷/TC4 鈦合金典型界面分析
    3.3 釬焊工藝參數(shù)對接頭界面組織的影響
        3.3.1 釬焊溫度對接頭界面組織的影響
        3.3.2 保溫時間對接頭界面組織的影響
    3.4 接頭界面結(jié)構(gòu)組織演變機(jī)制
    3.5 ZS陶瓷/Cu-54Zr/TC4 接頭力學(xué)性能分析
        3.5.1 工藝參數(shù)對接頭力學(xué)性能的影響
        3.5.2 接頭斷裂位置分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 VFG/Cu-12Zr復(fù)合釬料的制備及釬焊ZS陶瓷與TC4 鈦合金
    4.1 引言
    4.2 釬料成分對潤濕性的影響
    4.3 VFG/Cu-12Zr復(fù)合釬料制備過程
    4.4 生長工藝對VFG形態(tài)及分布的影響
        4.4.1 分散劑含量對VFG生長的影響
        4.4.2 生長溫度對VFG生長的影響
        4.4.3 保溫時間對VFG生長的影響
        4.4.4 氣體壓強(qiáng)對VFG生長的影響
        4.4.5 射頻功率對VFG生長的影響
    4.5 最佳生長工藝參數(shù)下的VFG表征
        4.5.1 生長VFG最佳工藝參數(shù)
        4.5.2 VFG的拉曼光譜表征
    4.6 VFG/Cu-12Zr釬焊ZS陶瓷/TC4 接頭界面組織及性能
    4.7 本章小結(jié)
第5章 VFG對釬焊接頭強(qiáng)化機(jī)制分析
    5.1 引言
    5.2 VFG對 ZS陶瓷/Cu-12Zr/TC4 體系接頭界面組織及性能的影響
    5.3 VFG增強(qiáng)釬焊接頭機(jī)制
        5.3.1 界面反應(yīng)及組織演變分析
        5.3.2 接頭殘余應(yīng)力理論計算
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]石墨烯增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料制備方法的研究進(jìn)展[J]. 徐祥,宋玲玲,官雨柔,趙慧,閆翠霞,蔡金明.  材料熱處理學(xué)報. 2019(05)
[2]陶瓷與金屬異種材料連接技術(shù)研究現(xiàn)狀[J]. 逯春陽,馬志鵬,姜海成,張茗瑄,于海洋.  焊接. 2018(09)
[3]CuZr非晶中熱膨脹系數(shù)與非晶形成能力的關(guān)系[J]. 李洋洋.  哈爾濱師范大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報. 2016(04)
[4]AgCu+nano-Al2O3復(fù)合釬料釬焊TC4合金與Al2O3陶瓷:界面結(jié)構(gòu)及接頭性能[J]. 趙一璇,王美榮,宋曉國,唐冬雁,馮吉才,王昕.  稀有金屬材料與工程. 2015(04)
[5]ZrC--SiC復(fù)合陶瓷擴(kuò)散焊接頭界面組織及力學(xué)性能[J]. 宋昌寶,林鐵松,何鵬,賈德昌.  硅酸鹽學(xué)報. 2014(03)
[6]ZrC超高溫陶瓷復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J]. 馬寶霞,郭二軍,王麗萍.  材料導(dǎo)報. 2013(03)
[7]Cf/SiC復(fù)合材料與鈦合金Ag-Cu-Ti-Cf復(fù)合釬焊[J]. 熊進(jìn)輝,黃繼華,張華,趙興科.  焊接學(xué)報. 2010(05)
[8]SiC陶瓷與TiAI合金的真空釬焊[J]. 劉會杰,李卓然,馮吉才,錢乙余,陶秋燕,趙正偉.  焊接. 1999(03)

博士論文
[1]ZrC-SiC陶瓷與TC4鈦合金釬焊工藝及機(jī)理研究[D]. 石俊秒.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[2]ZrCx陶瓷活性擴(kuò)散連接工藝及機(jī)理研究[D]. 潘瑞.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[3]ZrC-SiC陶瓷與Nb瞬時液相擴(kuò)散連接工藝及界面反應(yīng)機(jī)理[D]. 宋昌寶.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[4]原位自生TiB晶須增強(qiáng)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

碩士論文
[1]VFG/CuTi釬焊SiO2復(fù)合材料與Invar合金工藝及機(jī)理研究[D]. 郝通達(dá).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]SiC基復(fù)合陶瓷與Invar合金釬焊工藝及連接機(jī)理研究[D]. 吳祖亮.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[3]Cu5Zr、Cu5Hf和CuZr的結(jié)構(gòu)、力學(xué)及電子性質(zhì)的研究[D]. 伊國輝.燕山大學(xué) 2015
[4]石墨烯+Sn-Ag-Cu復(fù)合釬料性能研究[D]. 黃亦龍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[5]置氫TC4鈦合金與C/SiC復(fù)合材料釬焊工藝及機(jī)理研究[D]. 王宇欣.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010



本文編號：3704308