目錄
前言
第1章陶瓷與金屬連接的基礎(chǔ)問(wèn)題1
1.1陶瓷與金屬連接界面的潤(rùn)濕2
1.1.1釬料及中間層選擇2
1.1.2母材表面處理狀態(tài)及對(duì)潤(rùn)濕的影響5
1.1.3合金成分對(duì)潤(rùn)濕的影響11
1.2陶瓷與金屬連接接頭的界面反應(yīng)15
1.2.1界面反應(yīng)產(chǎn)物15
1.2.2界面反應(yīng)的熱力學(xué)計(jì)算21
1.2.3陶瓷和金屬的擴(kuò)散路徑24
1.3陶瓷與金屬連接接頭的熱應(yīng)力27
1.3.1熱應(yīng)力的產(chǎn)生及影響因素27
1.3.2陶瓷和金屬連接接頭的熱應(yīng)力控制29
1.3.3陶瓷和金屬連接接頭的強(qiáng)度32
參考文獻(xiàn)39
第2章SiC與Ti及其合金的連接49
2.1SiC與Ti的連接49
2.1.1SiC/Ti接頭的界面組織50
2.1.2反應(yīng)相的形成條件與擴(kuò)散路徑58
2.1.3反應(yīng)相的形成機(jī)理59
2.1.4反應(yīng)相成長(zhǎng)的動(dòng)力學(xué)63
2.1.5接頭的力學(xué)性能67
2.2SiC與Ti-Co合金的連接73
2.2.1SiC/Ti-Co接頭的界面組織74
2.2.2Ti含量對(duì)接頭抗剪強(qiáng)度的影響76
2.2.3連接時(shí)間對(duì)接頭強(qiáng)度的影響77
2.2.4連接溫度對(duì)接頭強(qiáng)度的影響77
2.3SiC與Ti-Fe合金的連接78
2.3.1界面組織分析78
2.3.2Ti含量對(duì)接頭強(qiáng)度的影響80
2.3.3連接時(shí)間對(duì)接頭強(qiáng)度的影響80
2.3.4接頭的高溫強(qiáng)度81
2.4SiC與TiAl合金的連接81
2.4.1SiC/TiAl接頭的界面組織82
2.4.2SiC/TiAl界面反應(yīng)相的形成過(guò)程86
2.4.3界面反應(yīng)層的成長(zhǎng)規(guī)律88
2.4.4連接工藝參數(shù)對(duì)接頭性能的影響90
參考文獻(xiàn)93
第3章SiC與Cr及其合金的連接96
3.1SiC與Cr的連接96
3.1.1SiC/Cr擴(kuò)散連接的界面組織96
3.1.2SiC/Cr界面反應(yīng)相的形成及擴(kuò)散路徑104
3.1.3界面反應(yīng)相的形成機(jī)理106
3.1.4反應(yīng)相成長(zhǎng)的動(dòng)力學(xué)108
3.1.5接頭的力學(xué)性能113
3.2SiC與Ni-Cr合金的連接116
3.2.1界面組織117
3.2.2反應(yīng)相形成及擴(kuò)散路徑120
3.2.3界面反應(yīng)層的成長(zhǎng)121
3.2.4合金成分對(duì)組織的影響123
參考文獻(xiàn)124
第4章SiC與Nb、Ta的連接126
4.1SiC與Nb的連接126
4.1.1SiC/Nb接頭的界面組織127
4.1.2SiC/Nb的擴(kuò)散路徑134
4.1.3反應(yīng)相的形成機(jī)理137
4.1.4反應(yīng)相成長(zhǎng)的動(dòng)力學(xué)140
4.1.5接頭的力學(xué)性能143
4.2SiC與Ta的連接146
4.2.1SiC/Ta接頭的界面組織146
4.2.2反應(yīng)相的形成機(jī)理149
4.2.3反應(yīng)相的形成及成長(zhǎng)151
4.2.4界面組織對(duì)接頭強(qiáng)度的影響153
參考文獻(xiàn)155
第5章TiC金屬陶瓷與鋼的釬焊157
5.1TiC金屬陶瓷/45鋼釬焊接頭的界面結(jié)構(gòu)158
5.1.1界面組織形態(tài)及反應(yīng)產(chǎn)物158
5.1.2釬焊工藝參數(shù)對(duì)界面結(jié)構(gòu)的影響161
5.1.3釬焊界面的機(jī)理研究165
5.2TiC金屬陶瓷/45鋼釬焊接頭的力學(xué)性能169
5.2.1接頭抗剪強(qiáng)度及其影響因素170
5.2.2接頭的斷裂部位分析173
5.3TiC金屬陶瓷/45鋼界面反應(yīng)層的成長(zhǎng)行為178
5.3.1(Cu,Ni)+(Fe,Ni)擴(kuò)散層成長(zhǎng)的動(dòng)力學(xué)方程179
5.3.2TiC金屬陶瓷側(cè)(Cu,Ni)凝固層成長(zhǎng)的動(dòng)力學(xué)方程183
5.3.3TiC金屬陶瓷/45鋼釬焊接頭界面反應(yīng)層的成長(zhǎng)行為186
5.4TiC金屬陶瓷/45鋼真空釬焊中Zn揮發(fā)增強(qiáng)釬料潤(rùn)濕性192
5.4.1Zn揮發(fā)增強(qiáng)釬料對(duì)陶瓷的潤(rùn)濕性193
5.4.2TiC金屬陶瓷/AgCuZn/45鋼的氬氣保護(hù)釬焊199
參考文獻(xiàn)202
第6章TiC金屬陶瓷與TiAl合金的自蔓延反應(yīng)輔助連接205
6.1自蔓延反應(yīng)輔助連接中間層優(yōu)化設(shè)計(jì)206
6.1.1粉末中間層的優(yōu)選206
6.1.2粉末中間層的反應(yīng)機(jī)理211
6.1.3多層膜中間層的優(yōu)選與反應(yīng)特性214
6.2采用粉末中間層連接TiC金屬陶瓷與TiAl合金219
6.2.1界面組織分析219
6.2.2工藝參數(shù)對(duì)接頭界面組織的影響223
6.2.3連接接頭力學(xué)性能分析230
6.3采用Al/Ni多層膜連接TiC金屬陶瓷與TiAl合金232
6.3.1界面組織分析232
6.3.2納米級(jí)Al/Ni多層膜的制備235
6.3.3工藝參數(shù)對(duì)接頭界面組織的影響238
6.3.4連接接頭力學(xué)性能分析241
6.3.5連接過(guò)程溫度場(chǎng)分析242
參考文獻(xiàn)244
第7章Si3N4陶瓷與TiAl合金的釬焊245
7.1Si3N4/AgCu/TiAl釬料接頭界面組織與性能245
7.1.1Si3N4/AgCu/TiAl釬焊接頭界面組織分析247
7.1.2工藝參數(shù)對(duì)Si3N4/AgCu/TiAl接頭界面組織結(jié)構(gòu)的影響250
7.1.3Si3N4/AgCu/TiAl釬焊接頭組織演化及連接機(jī)理253
7.1.4工藝參數(shù)對(duì)Si3N4/AgCu/TiAl接頭抗剪強(qiáng)度的影響259
7.2復(fù)合釬料開(kāi)發(fā)及釬焊接頭組織和性能261
7.2.1復(fù)合釬料的成分及性能261
7.2.2Si3N4/AgCuTic/TiAl釬焊接頭界面組織分析263
7.2.3工藝參數(shù)對(duì)Si3N4/AgCuTic/TiAl接頭界面組織的影響265
7.2.4Si3N4/AgCuTic/TiAl釬焊接頭組織演化及連接機(jī)理269
7.2.5工藝參數(shù)對(duì)TiAl/AgCuTic/Si3N4接頭性能的影響274
7.3Si3N4/AgCuTic/TiAl接頭殘余應(yīng)力277
7.3.1釬焊接頭有限元模型網(wǎng)格劃分與邊界條件277
7.3.2釬焊接頭殘余應(yīng)力有限元分析279
參考文獻(xiàn)282
第8章Ti3AlC2陶瓷與TiAl合金的擴(kuò)散連接284
8.1Ti3AlC2陶瓷與TiAl合金的直接擴(kuò)散連接284
8.1.1Ti3AlC2陶瓷和TiAl合金的焊接性分析284
8.1.2Ti3AlC2/TiAl接頭界面組織分析287
8.1.3工藝參數(shù)對(duì)Ti3AlC2/TiAl接頭界面組織的影響288
8.1.4工藝參數(shù)對(duì)Ti3AlC2/TiAl接頭力學(xué)性能的影響290
8.1.5Ti3AlC2/TiAl接頭斷口分析292
8.1.6Ti3AlC2/Ti3AlC2直接擴(kuò)散連接293
8.2Zr/Ni復(fù)合中間層液相擴(kuò)散連接Ti3AlC2陶瓷和TiAl合金293
8.2.1Ni箔中間層擴(kuò)散連接Ti3AlC2陶瓷和TiAl合金294
8.2.2Zr/Ni復(fù)合中間層液相擴(kuò)散連接Ti3AlC2陶瓷和TiAl合金296
8.3Ti/Ni復(fù)合中間層固相擴(kuò)散連接Ti3AlC2陶瓷和TiAl合金304
8.3.1Ti3AlC2/Ni/Ti/TiAl擴(kuò)散連接接頭界面組織分析304
8.3.2工藝參數(shù)對(duì)Ti3AlC2/Ni/Ti/TiAl接頭界面組織的影響308
8.3.3工藝參數(shù)對(duì)Ti3AlC2/Ni/Ti/TiAl接頭力學(xué)性能的影響315
8.3.4Ti3AlC2/Ni/Ti/TiAl接頭斷口分析317
8.3.5Ti3AlC2/Ni/Ti/TiAl界面反應(yīng)機(jī)制321
參考文獻(xiàn)325