TiB2金属陶瓷与TiAl的自蔓延高温合成连接

《TiB2金属陶瓷与TiAl的自蔓延高温合成连接》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第!"卷!第#期焊接学报!$$%年&!’()*+),’-.*+./’01,0-*)2134-*5-*+’-’6’-.*月789:!"!!!*8:#4;<;=>;?!!!$$%()*"金属陶瓷与()+,的自蔓延高温合成连接!!!!李卓然!!冯吉才!!曹!健!!谢凤春!!!!!哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室"哈尔滨!&@$$$&#摘!要!自蔓延高温合成!+0+#技术是一项近年来迅速兴起并广泛应用于多种领域的新技术"文中采用+0+技术对’MD!金属陶瓷与’M)9进行了连接试验并对+0+连接接头的界面结构进行了分析$试验表明"采用+0+方法连接’MD!金属陶瓷与’M)9时界面结构复

2、杂"在’M)9侧界面处出现了’M)9%反应层"在中间层中出现了’MB)9系产物的环状结构%在’MD!金属陶瓷侧界面处发现了贫,Q层的存在$关键词!自蔓延高温合成%’MD!金属陶瓷%’M)9%界面结构中图分类号!’5"@J!!文献标识码!)!!文章编号!$!@%B%#$C!!$$%#$#B$JB$"李卓然试验中选用的’MD金属陶瓷是采用’M粉",Q$!序!!言!粉和D粉为原料"采用自蔓延高温合成技术制成的"该材料中含有@$W!质量分数#的,Q$试验选’M)9金属间化合物具有比重轻!约为%:K%#’比强度高’刚性好’高温力学性能优异等优用’M)9金属间化合物为铸态组织"其成分见表&$G&<=

3、(&)点"被认为是一种理想的高温结构材料$而新型表!!>"E3金属间化合物的成分"摩尔分数#F$的陶瓷材料由于其具有的优异的抗氧化性能"耐腐>-?30!!6(;1(’"/"()(*>"E3")/0.;0/-33"++(;1(5)4蚀性能及耐磨性能等而获得了广泛的应用$而实际应用中往往要求采用连接技术制造金属与陶瓷的复19;=;OH’M)9*M,?*>合构件"这样既能发挥陶瓷与金属各自的优良性能",8OH;OH@$:A#"J:!$&:&J$:@#$:&&又能降低生产成本"如国内某型号就要求实现’M)9试验中采用的’M粉")9粉和D粉纯度均高于与’MD金属陶瓷的连接$!自蔓延高温合成!+0+

4、#技术是由前苏联科学家A#W"其中’M")9粉末粒度小于&$$%="D粉粒度小于!$$+0+连接试验采用对接接头"将’M)9U;?cLEO8X)5等人于&A#J年首次提出的用于材%=料制备的一种方法$随着其技术的不断成熟"该技与’M合金分别加工成长为&$=="宽为&$=="厚术已经逐步与一些传统技术结合"其中尤其是+0+度为%==的片状试件"将待焊面用砂纸磨光"最后技术在焊接领域的应用"必将为新型材料的连接开用丙酮清洗以去除表面油污$将准备好的材料按辟一条新的道路$+0+焊接是指利用中间层的’M)9&中间层&’MD!金属陶瓷的形式装配$试验在+0+反应为热源"利用+0+产物为焊料来焊接被

5、辐射加热真空扩散焊机内进行"其真空度为&:%%B"焊母材的一种技术$+0+连接方法目前已成功解&$NE$对被连接件进行整体加热至+0+反应点(!)(%)决了石墨与高温合金"金刚石与,QB2合金"燃温度$经多次试验"确定最佳制坯压力为,V@$$(")(@)*M)9自身"*M,?)9S与*M基超合金"U8与UNE"连接压力为,V@$UNE$试验采用扫描电镜’(#)’MD!或’M,陶瓷等的连接问题$该方法可最大电子探针和C射线衍射等方法分析连接界面并最程度上减少异种材料连接时接头的残余应力"文中终确定界面结构$主要对’M)9与’MD金属陶瓷的+0+连接问题进!行了初步的研究$!!试验结果及分

6、析&!试验材料及方法"#!!中间层选择中间层的选择是进行+0+连接试验的首要步骤"也是+0+连接试验中最不易控制的过程$自蔓收稿日期!!$$%B$KB!!基金项目!国家自然科学基金资助项目!@$&J@$!&#延高温合成连接时中间反应层的组织结构与性能直接决定了连接接头的质量$作者选用’M粉"D粉和!K焊!接!学!报第!"卷)9粉作为中间反应层的组元!使生成的’MB)9系产物与’M)9母材有较好的相容性!生成的’MBD系产物与’MD金属陶瓷母材性能类似!这样连接时!连接界面处的应力很小!容易实现连接"反应产物种类主要是由粉末的初始成分决定的"通过改变中间反应层各组元的相对含量可以获得不同种

7、类的反应产物"对不同配比的粉末进行+0+试验!表!所示为其中比较典型粉末的试验结果"试验发现+0+反应对粉末的成分及配比有着严格的要求"只有反应图!!>"E3$>"7"金属陶瓷BGB连接接头容易发生且反应能放出较大热量的元素组合才能够的界面结构!粉"#使用#要求绝热温度$EP$&K$$T$"’M!)9!D三种!"#$!!H)/0.*-+0’/.5+/5.0(*>"E3$>"7"元素之间能够生成多种化合物且生成化合物释放热+0.;0/