【摘 要】
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本文以Si3N4陶瓷活性钎焊研究为基础,设计添加微量B元素的CuTi30Zr25B0.2、CuTi35Zr25B0.2和CuTi40Zr25B0.2三种钎料,采用单辊快速凝固装置将其成功制备成箔带状急冷钎料;采
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本文以Si3N4陶瓷活性钎焊研究为基础,设计添加微量B元素的CuTi30Zr25B0.2、CuTi35Zr25B0.2和CuTi40Zr25B0.2三种钎料,采用单辊快速凝固装置将其成功制备成箔带状急冷钎料;采用DTA、XRD和EDS等微观分析手段研究其熔化特性、结构及成分分布;采用制备的非晶钎料进行Si3N4陶瓷的钎焊连接,研究其工艺性、接头力学性能并与同成分的晶态钎料进行对比分析;采用SEM、EDS等微观分析手段,对影响接头力学性能的界面微观结构、界面反应和反应层等进行了深入研究。试验结果表明:与同成分的晶态钎料相比,上述三种急冷钎料的液固相线温度均降低,且液固相温度区间变窄,其结构均为非晶;钎料中活性元素Ti的含量和钎焊工艺参数等均影响钎料在Si3N4陶瓷的润湿性和接头强度,其影响主要是通过界面反应和反应层结构、厚度来体现的。在相同的试验条件下,非晶态钎料在Si3N4陶瓷上的润湿性和接头强度均明显大于同成分晶态钎料;在本文试验范围内,采用CuTi40Zr25B0.2非晶钎料在1323K钎焊温度、30min钎焊保温时间和对接头施压0.012MPa的工艺参数下,接头具有最佳的室温连接强度,达191.5MPa;对于Ti-Zr-Cu-B钎料,合金元素Ti的活性大于Zr,优先和Si3N4发生界面反应;采用CuTi40Zr25B0.2非晶钎料钎焊Si3N4陶瓷的接头界面反应层由两部分组成,紧靠陶瓷一侧为TiN层,其余为Zr-Si和Ti-Si化合物层;采用CuTi40Zr25B0.2非晶钎料钎焊Si3N4陶瓷,接头高温强度在测试温度473K时达到最大,为165.5MPa;测试温度在573K后,高温强度下降,当测试温度大于673K时,接头强度急剧降低。
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