第卷第期哈尔滨工业大学学报刀,年月三用一合金液相扩散连接陶瓷刘玉莉冯吉才哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室奈贺正明日本大阪大学摘要利用一。合金在一、一的接合条件下对常压烧结陶瓷进行真空液相扩散连接接头中形成了、、和反应相剪切试验结果表明,接头的最大强度达印关键词扩散连接界面反应接合强度陶瓷分类号卫孙陶瓷是一种新型的结构材料,具有优越的高温强度的弯曲强度几乎和室温弯曲强度相同,在航空航天、汽车、化工、核电等工业领域有广泛的应用前景陶瓷本身及和金属钎焊时,常采用一一、一或从一基合金钎料一’伙由于受合金钎料自身的影响,接头的使用温度受到一定限制为了充分发挥陶瓷材料的耐高温性能,提高接头的耐环境温度,有必要开发高熔点的合金钎料由二元相图可知闭,一合金可以生成高熔点的化合物,但能否做钎料使用还不清楚本文利用一合金对陶瓷进行液相扩散连接,分析了界面反应相的种类及分布形态随含量的变化,探讨了合金成分、连接工艺参数对接头强度的影响把接合后的试件沿垂直于接合面的方向切开,用巧脚的金刚石研磨板把观察面精磨后,再用脚的研磨膏抛光采用扫描电镜、电子探针微区成分分析、射线衍射等方法对界面反应相进行观察及定量分析采用剪切试验评价接头的强度,所有强度均取个试件的平均值表合金的成分及熔点曲皿恻对灯山堪训姗皿一降画一一一一巧试验材料及方法试验用陶瓷含有一的七添加剂,在真空中无压烧结而成采用真空电弧炉熔炼了种一合金,其成分及液相温度如表所示将合金切成薄片并研磨到厚,然后和试件一起放在丙酮溶液中进行超声清洗,并按图装配成待焊试件在一的真空炉中采用高频感应加热的方法进行扩散接合接合温度范围为一、升温和冷却速度均为澎,保温时间为一采用光电温度计测量温度,并使其在接合过程中保持不变一卜登二一‘口娜,一图试件形状及尺寸田收稿日期一一冯吉才,男,年生,教授哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室以】哈尔滨工业大学学报第卷试验结果及分析界面组织及反应生成物试验结果表明,一合金和陶瓷在以上的温度区发生化学反应,界面组织随接合温度的变化而不同当接合温度低于合金的熔点时,属于固相扩散接合,界面形成了层状反应物,其厚度随接合时间的延长而增加当接合温度高于合金熔点时,合金形成液相,加快了陶瓷和金属的扩散,接头组织也在短时间内达到平衡状态反应相的种类和分布形态随合金中含量的不同而变化用一合金连接陶瓷,在液相扩散条件下,接头中生成了细颗粒状的黑色化合物,弥散分布于灰色基体中,这些化合物的尺寸随温度增高而变大当合金的含量达到时,界面组织如图所示,反应相由细颗粒状成长为块状,仍均匀分布于基体中图是该断面的射线衍射结果,结合表的分析结果可知,块状的反应相为,灰色的基体为肠相一接头组织示意图采用一合金采用一合金】而哑铭一呢一司】一一一山皿困耘加泳泣川,一界面的射线衍射图,」〕一,一一,不口曰一﹄一,︸白,︸明尸。补的工。当合金的含量进一步增加到时,界面组织如图所示,侧形成了层状的反应相黑色,中间部分为白色组织并含有少量灰色的大块状化合物利用射线衍射图和分析结果可知,侧的层状反应相为,白色基体为,基体中灰色的块状反应相为硅化物,该相是扩散到中而形成的由表的成分分析可知,使用高合金时生成的层状与低合金时块状的含量不同,含量在很大范围内变化,这与一二元相图相吻合川二种条件下生成的均为立方晶结构,只是晶格常数稍有不同此外,用含量低第期刘玉莉等用一合金液相扩散连接陶瓷的合金接合时,界面生成了码,而含量增高有待于进一步探讨时,界面的硅化物变为。,该变化的原因还表反应相的化学成分知让习叨因万佣比护万邓卯竺一一《‘。一,名‘‘袱一工工一戴」姚礼滩协初明祠。热州。﹁加刀刀刀刀刀刀刀图一叭界面的射线衍射图,阴一,合金的含量对接头强度的影响接合时间对接头强度的影响图是合金的含量对接头剪切强度的影采用。一合金在的条件下对响,当含量小于时,强度值随含量的增陶瓷进行扩散接合,探讨了接合时间对接头强度加而变大,在含量为时具有最大值进一的影响实验结果如图所示,在接合时间小于步增加含量到,接头强度急速下降,其的区域内,接头的剪切强度从...
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