(Cf-SiCf)-SiBCN高溫釬焊連接工藝及機理研究.pdf

1、(Cf-SiCf)/SiBCN陶瓷是一種新型高溫用的陶瓷材料，其中添加的Cf和SiCf纖維對材料起到增強的效果，這種陶瓷多應用在高溫環(huán)境下，1700℃下尚能保持良好性能。由于其燒結工藝尚不能實現陶瓷多種尺寸和外形的制作，故實現該陶瓷的連接具有重要意義。本文使用了兩種高溫釬料，實現了對(Cf-SiCf)/SiBCN陶瓷釬焊連接，研究了兩種釬料的特性和連接機制。
　　首先研究了Ti-Ni體系釬料連接(Cf-SiCf)/SiBCN陶瓷連

2、接機理和工藝參數影響規(guī)律。選用了5種成分的釬料進行連接試驗，Ti-Ni系釬料的連接溫度為1200℃~1300℃，釬料中的Ni含量對接頭形貌和強度有著重要影響，只有當釬料中的Ni含量超過50at.％時，且釬料箔片的疊層方式為Ni/Ti/Ni時才能實現陶瓷的有效連接，Ti含量過多或者以Ti/Ni/Ti疊層時，陶瓷和釬料層界面處產生的Ti的硬質化合物過多，物性不匹配及應力集中導致界面處開裂。Ni含量和釬焊溫度對界面處擴散層的厚度影響十分明顯，

3、Ni含量增加以及釬焊溫度升高時，擴散層的厚度都隨之增加。對Ti-Ni系釬焊接頭進行了力學性能的測試，其中，采用Ti-60Ni釬料在1250℃的釬焊溫度下的接頭達到最大強度，達到了25MPa。采用了有限元數值模擬方法分析了陶瓷/Ti-Ni/陶瓷接頭的應力分布狀態(tài)，建立了5種模型，并發(fā)現Ni2Si擴散層厚度以及Ti-Ni成分比例對應力分布影響較大，Ni含量和擴散層厚度增加時最大應力減小。
　　隨后采用電弧熔煉制備了Ti-13.5Si和

4、Ti-84Si兩種釬料。其中Ti-84Si在陶瓷表面的潤濕性良好，潤濕角為17°，Ti-13.5Si不能與陶瓷表面形成良好的結合。使用Ti-84Si對(Cf-SiCf)/SiBCN陶瓷釬焊連接，連接溫度在1380℃~1420℃，保溫時間在5min~20min，冷卻速度為15℃/min和40℃/min。焊縫中組織主要為共晶組織，在反應層內側生長出規(guī)則形狀的Ti(C0.3，N0.7)和Ti(Bx，Cy)。在較高溫度和較長保溫時間下，焊縫內的