论文部分内容阅读
本文通过扩散连接工艺进行SiC陶瓷间的相互连接，采用XRD、SEM、EDS等技术和剪切强度试验，研究中间层材料成分(Ti箔、Ni箔、Ti/Ni/Ti箔、浸渍Ti粉浆料、Ti粉压片)、扩散连接工艺参数(连接温度、外加压力、保温时间)对SiC陶瓷接头微观组织和力学性能的影响规律。研究表明，在连接温度1400℃、施加压力30MPa、保温时间1h的连接工艺参数下，采用Ti箔和Ti/Ni/Ti箔作为中间层的两组，接头微观组织致密、接合力学性能良好，具体表现为：接头焊缝处物相主要为TiC还有少量的Ti5Si3和Ni-Si化合物；接头焊缝宽度为38μm、45μm，母材C、Si元素在中间层均有一定扩散；接头剪切强度为68.9MPa、138.0MPa，断口表面组织致密；接头焊缝处纳米硬度为13.7GPa、19.0GPa，弹性模量为301.4GPa、352.1GPa。同时可以发现，Ti/Ni/Ti箔作为中间层时，接头微观组织致密性和结合强度要好于单独Ti箔组。在不同的连接工艺条件下，也有相同的规律。研究扩散连接工艺参数对SiC/SiC接头连接性能的影响规律时，发现随着温度升高，接头组织致密性和力学性能提高，在1600℃时达到最佳，接头焊缝宽度、剪切强度、焊缝处的纳米硬度、弹性模量依次为13μm、207.6MPa、24.7GPa、547.3GPa；随着压力升高，接头组织致密性和力学性能也相应提高，在45MPa压力下达到最佳，接头焊缝宽度、剪切强度、焊缝处的纳米硬度、弹性模量依次为13μm、189.2MPa、21.2GPa、465.8GPa；但是随着保温时间延长，接头组织致密性和力学性能呈现了下降的趋势。研究还发现，相对于压力和保温时间，连接温度是影响SiC/SiC接头性能的主要因素；当连接温度为1600℃，施加压力为30MPa，保温时间为1h时，采用Ti/Ni/Ti箔作为中间层的SiC/SiC接头接合强度最高。