钛合金/陶瓷异质材料钎焊技术的研究现状

钛合金因其优异的性能，如密度低、耐高温、优异的蠕变和耐腐蚀性等，在航空航天、能源、汽车、建筑、包装与交通运输等诸多领域中得到了广泛应用。然而传统钛合金的高温性能较低，将钛合金与陶瓷连接起来制备成复合结构有助于获得质量较轻、高温性能优良的构件。钎焊在医疗、电力电子和汽车等领域应用广泛，被各国学术界认为是陶瓷/金属异质连接中最有效、最具有发展潜力的连接方式。综述了钛合金与Al₂O₃、ZrO₂等常见陶瓷及ZrB₂-SiC及ZrC-SiC等陶瓷基复合材料的钎焊技术研究现状，并介绍了如中间层法等常用的缓解钛合金与陶瓷接头中残余应力的方法，阐述了中间层与复合钎料中增强相的选取，最后指出钛合金/陶瓷异质钎焊技术研究和发展过程中存在的不足，并展望了钛合金/陶瓷异质钎焊技术未来的发展方向，为钛合金/陶瓷异质材料连接的相关研究和工程应用提供理论依据和技术支撑。     

陶瓷/金属钎焊与扩散连接的研究现状

工程陶瓷由于具有优异的综合性能,在许多领域得到广泛应用,但其加工性能差,通常需要与金属组成复合结构.实现陶瓷与金属之间的可靠连接是推进陶瓷材料应用的关键,钎焊和扩散连接被认为是陶瓷/金属连接中较为适合的方法.文中对近年来国内外陶瓷/金属钎焊和扩散连接技术领域的研究现状进行了综述,认为活性金属钎焊和部分瞬间液相连接发展比较成熟,部分瞬间液相连接充分结合了活性钎焊和固相扩散连接两者的优点,将成为未来陶瓷/金属连接的发展方向.     

氧化锆陶瓷润湿及钎焊的研究进展

氧化锆陶瓷因其优良的物理力学性能,已成为一种最具有发展前景的先进结构和功能材料.氧化锆陶瓷/金属的连接技术也成为其重要应用的瓶颈技术之一.本文综述了氧化锆陶瓷的润湿、钎焊工艺、及其与钎料之间的界面结构和界面反应,并对界面反应的热力学进行了初步讨论,旨在为陶瓷/金属连接的发展提供参考,最后针对目前研究和应用过程中面临的问题提出了一些看法.     

陶瓷与金属连接的研究现状

陶瓷具有耐磨、耐高温、高硬度和抗腐蚀等许多优良性能,在宇航、能源等领域有着重要应用.但是,陶瓷在常温下韧性差,难以制备复杂形状的零件.采用连接技术制备陶瓷/金属复合构件,既可以利用陶瓷材料优异的高温性能,又可以发挥出金属材料的塑性和韧性,满足现代工程应用的需要.文中对陶瓷与金属的连接方法作了综述,钎焊与扩散连接依然是最常用的连接方法,界面反应是陶瓷与金属连接的核心问题,对接头性能起决定作用.在对陶瓷与金属的界面反应研究中,目前还主要局限在试验研究上,缺乏系统性和理论性.尤其对多元多相反应过程,不同相形成次序规律及成长模型都是亟待解决的难题.     

陶瓷/金属连接界面残余应力缓解策略研究

随着服役环境恶劣化和加工制造复杂难度增加,对陶瓷/金属异质结构综合性能提出了更高的要求。目前钎焊技术被广泛应用于陶瓷与金属异质材料连接,而二者焊接接头残余应力缓解难题非常棘手。残余应力对陶瓷/金属连接性能有极大影响,其大小受多种因素影响,因此系统概述陶瓷与金属焊接残余应力状态与分布规律,从工艺参数优化、施加中间层、复合钎料和表面结构设计4种缓解途径进行系统评述,最后展望了未来陶瓷/金属异质结构残余应力研究面临的机遇和挑战。     

异种材料超声波钎焊连接的研究现状

将国内外近20年有关异种材料超声波钎焊连接的研究报道给予归纳、总结,介绍了超声波钎焊技术的原理,详细综述了国内外超声波钎焊铝铜、铝钛、铝不锈钢、铝玻璃、铜陶瓷、镍钛等异种材料连接的最新研究概况,并对超声波激光钎焊或熔焊、超声波-电阻焊、超声波塞焊等交叉应用领域的研究进行概述,最后展望了异种材料超声波钎焊技术未来研究的重点和方向。     

SiC陶瓷及其复合材料连接的研究现状北大核心

SiC陶瓷及其复合材料(C●SiC,SiCΤ/SiC)具有优异的性能,被广泛应用于高温结构材料领域,因此,SiC陶瓷及其复合材料的连接已经成为了材料工程领域的研究热点。分析了SiC陶瓷及其复合材料自身连接及其与金属连接的难点,综述了几种主要的连接方法,包括活性金属钎焊、固相扩散连接、瞬时液相连接、自蔓延高温合成连接和先驱体连接,重点介绍了它们的连接机理、工艺特点及研究现状,并对未来的发展趋势进行了展望。     

氧化铝陶瓷与金属活性钎焊研究进展

氧化铝陶瓷是应用最为广泛的陶瓷材料之一,但是陶瓷材料固有的硬性和脆性使其难以加工与制造,需要与金属连接起来,实现与金属性能上的互补,以期获得兼具陶瓷和金属各自优异性能的陶瓷一金属复合构件.对氧化铝陶瓷与金属的活性钎焊方法作了综述,着重讨论了活性钎焊技术的发展、常用的活性钎料;在活性钎焊机理方面,分析了陶瓷/金属润湿性的有关理论、界面反应及其对活性钎焊接头质量的影响.可以看到,活性钎焊已经成功实现了氧化铝陶瓷与铁、铜、镍、钛、铌及合金等多种金属的高质量连接,成为连接氧化铝陶瓷与金属的主导方法之一.     

陶瓷与金属扩散连接的研究现状

陶瓷与金属的连接技术是材料工程领域的热点研究课题,而扩散连接方法被认为是陶瓷与金属连接最适宜的方法。本文综述了陶瓷与金属扩散连接的研究现状,重点介绍了界面反应研究、残余应力分析和连接工艺研究等内容,并在此基础上指出了研究中所存在的问题。     

焊接科学和技术的发展及前景

20084001陶瓷与金属连接的研究现状/李卓然…//焊接.-2008(3):55~60陶瓷具有耐磨、耐高温、高硬度和抗腐蚀等许多优良性能,在宇航、能源等领域有着重要应用。但是,陶瓷在常温下韧性差,难以制备复杂形状的零件。采用连接技术制备陶瓷/金属复合构件,既可以利用陶瓷材料优异的高温性能,又可以发挥出金属材料的塑性和韧性,满足现代工程应用的需要。对陶瓷与金属的连接方法作了综述,钎焊与扩散连接依然是最常用的连接方法,界面反应是陶瓷与金属连接的核心问题,对接头性能起决定作用。在对陶瓷与金属的界面反应研究中,目前还主要局限在试验研究上,缺乏系统性和理论性。尤其对多元多相反应过程,不同相形成次序规律及成长模型都是亟待解决的难题。图7参3020084002搅拌摩擦焊接技术的研究进展和应用/熊建坤…//电焊机.-2008,38(1):33~37搅拌摩擦焊是一种新型固相塑化焊接方法,可以有效地避免氧化和蒸发,焊后冷却过程中不出现热裂纹,焊缝区晶粒得到细化,优化了接头各项性能,同时焊接过程不需要填充金属,不产生火花、飞溅、烟雾、弧光等,是一种高效、节能、优质、简单、无污染的焊接工艺。介绍了搅拌摩擦焊的原理、焊接工艺特点、搅...     

Ag-Cu-Ti合金制备技术及钎焊应用综述

介绍了Ag-Cu-Ti活性钎料的主要制备方法,常用的Ag-Cu-Ti活性钎料及熔化温度,Ag-Cu-Ti钎料钎焊各种陶瓷与陶瓷或陶瓷与金属,Ag-Cu-Ti活性钎料钎焊金刚石、石墨、玻璃、立方氮化硼、复合材料的应用研究进展及Ag-Cu-Ti活性钎料的改性研究。     

陶瓷/金属钎焊接头强度研究现状

陶瓷与金属钎焊是当前工程领域研究的热点,由于陶瓷与金属的热膨胀系数与弹性模量等性能不匹配,造成接头存在较大的残余应力,这已成为影响钎焊接头强度的主要因素.因此,降低接头残余应力,提高接头强度是陶瓷与金属钎焊的主要研究内容之一.分别对氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、碳氮化物陶瓷与金属钎焊接头强度的研究现状进行了综述.     

碳/碳复合材料钎焊连接概况

碳/碳复合材料单独使用受到一定的限制,与其它材料的连接成为其应用的一大关键技术。钎焊是近几十年内,研究最多、最成熟、应用最广泛的一种C/C复合材料与金属的连接方法。由于材料本身的特性,C/C复合材料的钎焊仍存在很多的不足,不能满足特定条件下的使用需求。本文综述了C/C复合材料的钎焊连接概况。包括C/C复合材料与金属材料钎焊的连接难点、已研究的连接体系和接头连接机理。重点归纳了C/C复合材料的钎焊方法和基本原理,主要包括：采用活性金属钎料直接钎焊；采用微纳颗粒增强复合钎料或添加应力缓冲层复合材料；对C/C复合材料进行表面改性处理；及改变界面结构等方面。分析了目前研究已经取得的突破进展及仍然存在的问题,并分析和总结了C/C复合材料钎焊的可行性措施,对后续C/C复合材料钎焊的研究及连接性能的提高作出基础性参考。     

Brazing of Coated Al Foil Filler to AIN CeramicEI北大核心CSCD

The wettabilities of molten metals on ceramics are poor normally. In order to improve the wettability, all existing ceramic brazing methods introduce a compound transition layer formed by the reaction of active metal and ceramic. The transition layer between brazing seam and ceramic however creates negative effect on the properties of brazing joints. Although Al is the scarce metal which can wet some ceramics such as AIN and Al2O without reaction, the difficulty of removing oxide layer on surface prevents it being ceramic brazing filler. This work proposed a kind of coated Al foil filler able to remove its own Al2O3 film and an elevating temperature brazing process to enhance Al/AIN joint strength. Removing Al2O3. film effect of vapor deposited Ni/Al double layer film on Al foil and the effect of brazing temperature on improving joint strength were studied. The results showed that due to buried by Ni/Al double layer film, Al2O3 film on Al foil original surface broken and was swept in Al-1%Ni (atomic fraction) alloy liquid during heating and melting process. As a result, the direct brazing of Al to AIN without interface reaction transition layer was realized. The joint strength was significantly enhanced by elevating brazing temperature. When brazing at 680 degrees C, the joint fractured along the interface between Al seam and AIN and the sheer strength was 79 MPa because of Al liquid not wetting AIN. With the elevating of brazing temperature, the wettability and interface strength of Al/AIN improved. The fracture gradually transferred to brazing seam from interface. The joint strength increased and reached to the maximum value of 146 MPa at 840 degrees C.     

轿车白车身车顶侧围连接方式研究

随着对汽车安全性能要求的日益提高,车顶的连接强度也越来越受到重视,尤其是当汽车发生碰撞而颠覆时,车顶的连接强度将直接影响车内乘务人员生命安全.车顶和侧围的连接也一直是白车身制造中的关键连接技术之一,着重介绍几种现有的车顶与侧围连接方式,如电阻点焊、激光焊接、激光钎焊、等离子钎焊、复合连接等,分别介绍它们成本、工艺、技术...     

TC4钛合金和YG8硬质合金的钎焊工艺

针对钛合金和YG8型硬质合金异种材料的真空钎焊工艺和接头可靠性问题展开研究,采用润湿性实验、金相显微镜、显微硬度计、万能拉伸试验机、扫描电子显微镜等实验及测试手段,对Ag94AlMn钎焊试样接头的微观组织结构、维氏硬度、接头剪切强度等进行试验分析。结果表明,银基钎料与钛合金、硬质合金界面冶金结合良好,焊缝表面组织均匀,无微裂纹。钎缝组织为Ag基固溶体,硬质合金母材Co、W元素和钛合金母材Ti、V元素向钎缝内扩散甚少,几乎不发生母材溶蚀;TC4与YG8真空钎焊异种金属真空钎焊,选择银基钎料以及钎焊温度920℃、保温时间10 min的工艺参数,接头剪切强度最高。     

陶瓷与金属的连接

综述了陶瓷与金属连接的几种方法 ,重点讨论了对未来动力工程和先进发动机有重要意义的陶瓷与金属钎焊连接、部分瞬间液相连接及自蔓延高温合成 ( SHS)连接     

钎料钎剂复合型绿色钎料研究进展

钎焊是制造业的关键基础技术之一,复合钎料是践行钎焊绿色化、自动化的重要手段,与传统钎料相比,复合钎料可实现钎剂定位—定温—定时—定量精准反应。综述了国内外钎料钎剂复合型钎料的分类和特点,分析了药芯钎料、药皮钎料、粉末合成钎料等的制备技术、成分设计和典型应用,指出了目前研究的不足,并对复合钎料未来的发展方向提出了建议:借助材料基因组技术开发高活性低排放的低银无镉钎料,持续创新复合钎料加工制备技术如搅拌摩擦加工、电磁致塑技术;加强质量监控、控形提性开发表面质量优良的连续型盘装、桶装药芯复合钎料以替代传统手工条状钎料,加速我国钎焊自动化进程。