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基于Cu-Ti钎料Si3N4陶瓷表面预金属化钎焊研究(4)

时间:2022-04-11 23:06来源:毕业论文
由于 Si3N4 原料纯度越来越好,Si3N4 粉末的成型、烧结技术不断提升,Si3N4 使用范围不断扩大等原因,Si3N4 作为一种工程结构陶瓷在工业使用中占有越来 越

由于 Si3N4 原料纯度越来越好,Si3N4 粉末的成型、烧结技术不断提升,Si3N4 使用范围不断扩大等原因,Si3N4 作为一种工程结构陶瓷在工业使用中占有越来 越高的地位[6]。Si3N4 陶瓷的综合性能好,资源含量也比较丰富,它最为一种理 想的高温材料,拥有十分广阔的应用领域和广大的市场,这也吸引着世界各国研 究开发的目光。

陶瓷材料与一般的金属材料相比,它有着耐磨、耐腐蚀、耐高温、抗氧化性强、抗热冲击性能好、比重低等优势,它能够在金属或者高分子材料难以工作的 严苛环境中使用,应用范围十分的宽广。陶瓷材料已经成为在金属材料、高分子 材料之后的关键性基础材料。对于陶瓷材料的研究也成为了最活跃的研究方向。 Si3N4 陶瓷与其他高温陶瓷如氧化物陶瓷、碳化物陶瓷等相比较,作为高温结构 陶瓷家族中重要成员,拥有着更加优秀的机械性能、热学性能和化学稳定性能, 因此 Si3N4 陶瓷成为了高温结构陶瓷中最具使用潜力的材料。

由于 Si3N4 陶瓷具有多种使用优势,我们可以预见,伴随陶瓷基础研究和新 技术开发的日益优化,尤其是复杂件和大型件设备技术的不断提高,Si3N4 陶瓷 作为一种优点显著的工程材料,它的使用范围必将不断扩大[7]。文献综述

1。2。2 Si3N4 的活性钎焊

在连接陶瓷材料和复合材料的时候活性金属钎焊被很多的选用,活性钎焊所 用的钎料中含有活性元素(Ti、V 等),在钎焊过程中钎料会熔化,新的反应产 物(相)会在钎料中的活性元素(Ti、V)与陶瓷发生界面反应时产生,在此反应过程 中陶瓷/钎料的界面能会有所降低,从而陶瓷表面液相钎料的润湿和扩张得到了 加快[8]。目前,全球研究人员在钎焊 Si3N4 陶瓷时发现,液相钎料在 Si3N4 陶瓷表 面的润湿和铺展性能会有很大的改善当少量活性 Ti 元素被加入钎料中时。但是 当加入的 Ti 很少时,并不会有很大的改善,可以发现当钎料中 Ti 含量的有所提 高时,不仅润湿性有显著的改善,钎料的强度会变得更高脆性也会有变得更大, 冷却过程中会产生很大的热应力,从而优异的接头很难得到。可见,当含有较高 含量的 Ti 时会影响 Si3N4 陶瓷的连接质量,并且 Ti 含量过低时 Si3N4 陶瓷的连接 质量也会受到很大影响[9]。

1。3 钎焊

1。3。1 钎焊的特点

选用(或者过程中自动生成)低于母材熔化温度的钎料,加热至高于钎料熔 点低于母材熔点的温度,使得钎料熔化,而使得母材形成永久性连接的焊接技术 被称为钎焊技术[10]。在钎焊过程中,钎料以液态形式存在,母材以固态形式存在, 以液态形式存在的钎料会在母材的表面上或者间隙中润湿、填充、与母材互相作用(扩散、溶解),然后优异的接头在凝固后形成,因此母材可以永久性连接。 钎焊连接相对精密,是现代焊接技术的重要组成部分。来-自~优+尔=论.文,网www.youerw.com +QQ752018766-

钎焊技术因为其原理、工艺过程、设备方面与众不同,在实际应用中有以下 的一些独有的有点:

(1)在钎焊加热过程中,温度低于母材的熔点。母材仍然以固态形式存在, 在此温度下母材的物理化学性能不会受到很大的影响;被焊接件能够均匀受热, 不会产生较大的应力和变形,焊件的尺寸能够狠精密。

(2)在生产过程中,采用钎焊能够极大的提高生产效率,钎焊可以一次性 完成多组工件的焊接[11]。

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