交流和脉冲电场作用下SiC与Ti的扩散连接及其机理

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:woaidadada
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
SiC陶瓷具有耐高温、抗腐蚀、抗氧化性强等优越性能,利用连接方法制备陶瓷/金属复合结构件,能够将陶瓷与金属的优异性能充分运用,对拓宽陶瓷材料的应用范围具有特别重要的意义。本文采用扩散连接方法制备Si C/Ti复合构件,并针对扩散连接的连接效率低、连接工艺条件苛刻等缺点,在扩散连接过程中施加交流电场和脉冲电场,以优化Si C/Ti扩散连接工艺,降低扩散连接温度,改善接头质量。同时,利用SEM、TEM、XRD等方法研究交流电场和脉冲电场对Si C/Ti扩散连接界面反应的影响规律和连接机理。交流电压对SiC/Ti接头显微组织和力学性能有很大影响,交流电压值与连接温度,两者共同作用影响反应层的厚度,而反应层厚度对接头剪切性能影响存在最佳值。最佳工艺参数为950℃/7.5MPa/1.5h/交流电压值400V,此时接头剪切强度可达72.5MPa,比无电压扩散连接接头强度提高59%,说明施加交流电压可以有效提高接头质量。电压的方向对界面连接情况有较大影响,负电压抑制元素扩散,反应层厚度降低,导致基体之间结合强度降低;正电压促进元素扩散,接头质量较好。但交流电压叠加较大静电压时,反应层变厚,反应层内生成大量脆性化合物对接头性能不利。采用正交试验获得脉冲电场作用下各参数对接头性能影响按脉冲幅度、占空比、频率依次增大,且各脉冲参数存在交互作用。最佳脉冲工艺参数为脉冲幅度为400V,占空比为50%,频率为500Hz,在此脉冲电场作用下,经950℃/7.5MPa/1.5h扩散连接接头的剪切强度达到78.9MPa。对SiC/Ti界面微观组织结构进行分析发现,界面反应生成相主要为Ti C与Ti5Si3,接头界面反应的相组成结构从Si C到Ti为:Si C/细晶区/(Ti C+Ti5Si3)/Ti C/Ti。Si C/Ti扩散连接接头的断裂属于脆性解理断裂,整个断面的裂纹扩展路径为:裂纹首先萌生在连接界面最薄弱的地方,接着在双相区与Si C中反复扩展,直至接头被破坏。SiC与Ti形成可靠性连接的重要阶段在于固相扩散反应,即发生了反应扩散。与未施加电场的情况下相比,施加电场后反应层各区的厚度均增加,电场提高了反应扩散的速率常数,即在相同时间内,施加电场后反应层更厚。通过热力学分析,生成Ti C和Ti5Si3的化学反应自由能远远小于0,因此该反应在选用的试验条件下能够自发进行。由反应的平衡常数Kθ值可以看出,当反应达到平衡时,生成物的浓度很高,即反应进行的比较完全。
其他文献
气门是发动机的关键零件,目前主要采用电镦-模锻和挤压-模锻工艺进行生产,但在实际生产中存在产品质量不稳定、生产效率低、模具寿命低等问题。楔横轧是一种连续渐进回转近净成
水是人类赖以生存的资源,地下水是水资源的重要组成部分,是许多城市供水和农业灌溉的主要水源。20世纪80年代由于人们超量开采大沽河下游地下水引发了海水入侵。1998年李哥庄
目的:观察芪柏塌渍膏在20%甘露醇所致小儿静脉炎中的预防作用.方法:将102例采用静脉留置针静脉滴注20%甘露醇的患儿随机分为观察组与对照组,每组各51例.观察组在静脉输注甘露醇
镁合金具有比强度和比刚度高、电磁屏蔽性能好、减震抗震性能优良、易于机加工成形和易于回收再利用、无环境污染等优良特性,被誉为21世纪的绿色工程材料,在电子、电器、汽车、
作为新时代的英语教师,我们既承担着帮助学生了解世界文化、掌握英语语言这样重要的任务,更承担着培养德、智、体、美、劳全面发展的社会主义建设者和接班人的任务.同时,我们
期刊
《基础教育课程改革纲要》中指出:教师在教学过程中应与学生积极互动、共同发展,要处理好传授知识与培养能力的关系,注重培养学生的独立性和自主性,引导学生质疑、调查、探究
目的:探讨康复路径结合疼痛管理对腰椎间盘突出症微创手术患者康复效果的影响.方法:将符合纳入标准的腰椎间盘突出症行微创手术患者92例,采用随机数字表法分为2组,每组各46例
稀土系PuNi3型储氢合金以其高容量、易活化等优势受到人们的广泛关注,具有良好的开发应用前景,但是该类合金电极的循环稳定性较差,因此,如何提高合金电极的循环稳定性是当前研究
在初中英语词汇教学过程当中,教师会发现学生的词汇记忆效率较差以及词汇运用能力较差是他们学习过程当中所存在的两大问题.针对这两大问题,教师需要强化对学生词汇学习策略
期刊
本试验利用禽用开放式呼吸测热装置进行能量代谢试验,通过间接测热法结合替代法测定不同类型玉米在产蛋期蛋鸡饲粮中的表观代谢能和净能.选用34周龄产蛋期海兰褐蛋鸡180只,随