C/Si C復(fù)合材料具有高強度、耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、抗熱震性等突出優(yōu)點。實現(xiàn)其與GH99的連接可以制成高超聲速飛行器翼舵構(gòu)件,具有重要的現(xiàn)實意義。C/Si C與GH99釬焊時,GH99溶解的Ni與C/Si C劇烈反應(yīng),生成大量脆性化合物相。為控制界面反應(yīng),減少脆性化合物生成,本文采用Nb做阻隔層,配制Ni Cr Nb與Ti Co兩種釬料,研究了工藝參數(shù)對接頭組織及力學(xué)性能的影響,并從熱力學(xué)角度分析了界面反應(yīng)過程。為緩解C/Si C與GH99線脹系數(shù)差異在接頭中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力,設(shè)計了網(wǎng)狀中間層,并通過計算分析了中間層對接頭殘余應(yīng)力的緩解機制。C/Si C與GH99直接釬焊時,Ni與Si C基體發(fā)生反應(yīng)形成Ni-Si化合物,同時Ni原子可通過Ni-Si相向Si C中擴散,推動Ni-Si C反應(yīng)持續(xù)進行,生成大量Ni-Si化合物惡化接頭性能。為了抑制Ni與C/Si C的過度反應(yīng),本文提出在C/Si C與GH99之間添加Nb箔作為阻隔性中間層,阻隔GH99側(cè)Ni向C/Si C處擴散,控制Ni與Si C基體的過度反應(yīng)。采用Ni Cr Nb/Nb/BNi5為中間層釬焊C/Si C與GH99時,C...

【文章頁數(shù)】：71 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 C/SiC復(fù)合材料與GH99 的焊接性分析
    1.3 C/SiC復(fù)合材料的連接研究現(xiàn)狀
        1.3.1 擴散連接
        1.3.2 釬焊連接
    1.4 SiC陶瓷的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 金屬在SiC陶瓷表面的潤濕行為
        1.4.2 SiC陶瓷界面反應(yīng)類型
    1.5 本課題的研究內(nèi)容
第2章 試驗材料、設(shè)備及方法
    2.1 試驗材料
    2.2 試驗設(shè)備與方法
        2.2.1 釬焊設(shè)備
        2.2.2 試驗方法
    2.3 微觀組織分析及力學(xué)性能測試
        2.3.1 組織分析
        2.3.2 接頭力學(xué)性能測試
第3章 中間層設(shè)計及NiCrNb釬料釬焊界面分析
    3.1 引言
    3.2 未添加阻隔層釬焊性研究及Ni對界面反應(yīng)的影響
        3.2.1 TiNi釬料釬焊界面組織分析
        3.2.2 NiCrNb釬料釬焊界面組織分析
    3.3 添加阻隔中間層釬焊C/SiC與GH99
        3.3.1 NiCrNb釬料釬焊C/SiC/Nb/GH99 接頭界面組織
        3.3.2 C/SiC/Nb接頭界面元素分布
        3.3.3 Ni-Si產(chǎn)物的熱力學(xué)計算
        3.3.4 GH99/Nb界面組織分析
    3.4 釬焊參數(shù)對C/SiC/Nb界面結(jié)構(gòu)的影響
        3.4.1 釬焊溫度對C/SiC/Nb界面結(jié)構(gòu)的影響
        3.4.2 保溫時間對C/SiC/Nb界面結(jié)構(gòu)的影響
    3.5 釬焊接頭力學(xué)性能及斷裂模式
        3.5.1 釬焊溫度對接頭力學(xué)性能的影響
        3.5.2 保溫時間對接頭力學(xué)性能的影響
        3.5.3 接頭斷口形貌
    3.6 Ni-Si反應(yīng)層形成機理與接頭形成過程分析
    3.7 本章小結(jié)
第4章 TiCo釬料釬焊C/SiC與GH99
    4.1 引言
    4.2 Ti-Co釬料的配制與釬料配比的選擇
    4.3 Ti-Co釬料釬焊C/SiC與GH99 典型界面
    4.4 釬焊參數(shù)對C/SiC/Nb界面結(jié)構(gòu)的影響
        4.4.1 釬焊溫度對C/SiC/Nb界面結(jié)構(gòu)的影響
        4.4.2 保溫時間對C/SiC/Nb界面結(jié)構(gòu)的影響
    4.5 釬焊接頭力學(xué)性能及斷裂模式
        4.5.1 釬焊溫度對接頭力學(xué)性能的影響
        4.5.2 保溫時間對接頭力學(xué)性能的影響
        4.5.3 接頭斷口組織與 3D形貌
    4.6 反應(yīng)體系活度計算
        4.6.1 Ti-Co液態(tài)釬料中原子活度計算
        4.6.2 NiCrNb液態(tài)釬料中原子活度計算
    4.7 本章小結(jié)
第5章 網(wǎng)狀中間層釬焊及殘余應(yīng)力分析
    5.1 引言
    5.2 網(wǎng)狀中間層材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計
    5.3 添加網(wǎng)狀中間層的釬焊界面
        5.3.1 典型界面組織
        5.3.2 孔隙率對界面組織及力學(xué)性能的影響
    5.4 界面殘余應(yīng)力的計算
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其他成果
致謝



本文編號：4025824