Zr-Ni基釬料釬焊ZrB2-SiC復合陶瓷的連接工藝及機理研究.pdf

1、ZrB2-SiC復合陶瓷以其優(yōu)異的高溫性能，被廣泛應用于航空航天等極端高溫環(huán)境中。但其本身的固有脆性，大大限制了其應用。因此，實現(xiàn)ZrB2-SiC復合陶瓷的可靠性連接具有十分重要的意義。本文采用Zr-Ni基釬料釬焊連接ZrB2-SiC復合陶瓷，探究了連接工藝、釬料成分等對連接接頭微觀組織和力學性能的影響規(guī)律，并確定了最佳的釬焊工藝，對接頭界面形成機理進行了探討。
　　采用Zr-Ni釬料釬焊連接ZrB2-SiC復合陶瓷，結果表明，接

2、頭的典型界面結構為：ZrB2-SiC/Zr2Ni(基體)+Zr(s,s)+Zr2Si+ZrC/ZrB2-SiC，Zr2Si分布在界面附近，Zr(s,s)均勻分布在Zr2Ni基體中。隨著釬焊溫度的升高，釬料和母材反應變得劇烈，接頭組織中的Zr2Si逐漸變多、尺寸變大，Zr(s,s)減少。延長保溫時間接頭組織也有類似的變化。隨著釬焊溫度的提高和保溫時間的延長，接頭強度均先升高后降低。當釬焊溫度為1190℃、保溫10min時，接頭的室溫剪切強

3、度為98MPa，約為母材的61％，800℃時接頭的剪切強度為125MPa，高于室溫強度，約為母材強度80%)，900℃時為76MPa。接頭的連接機理為：溫度達到釬料熔點后，釬料熔化后，液態(tài)釬料中的Zr元素與母材中的SiC反應生成Zr2Si和ZrC；冷卻時液態(tài)釬料凝固，生成Zr2Ni和Zr(s,s)相，最后形成穩(wěn)定接頭。
　　采用Zr-Ni+Mo復合釬料釬焊連接ZrB2-SiC復合陶瓷，研究了Mo含量、連接工藝對接頭組織和力學性能的

4、影響，并對接頭的高溫性能進行了評價。所得接頭的界面結構為：ZrB2-SiC/Zr2Si+Zr2Ni+Zr(s,s)+ZrMo2+ZrC/ZrB2-SiC。采用Zr-Ni+0%Mo、Zr-Ni+5%Mo、Zr-Ni+10%Mo釬料1200℃、保溫10min釬焊連接ZrB2-SiC復合陶瓷，均能得到比較完整的接頭，接頭強度分別為92MPa、115MPa、57MPa。Mo可以降低釬料整體的熱膨脹系數(shù)，提高釬料本身強度，同時也會使釬料流動性變差