sic颗粒增强ld2复合材料的真空扩散焊

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1、摘要SiC颗粒增强LD2复合材料的真空扩散焊摘要因具有具有比强度高、比模量高、热膨胀系数小、耐磨损、各向同性等特性，SiCp／LD2基复合材料广泛应用于航空航天，交通运输工具，体育用品及电子产品等领域。随着其产品成本进一步降低，应用范围也将扩大，而作为主要的二次加工技术——焊接，成为阻碍其进一步应用的主要障碍。所以研究SiCMLD2基复合材料的连接具有重要的意义。首先对siC颗粒增强LD2铝基复合材料进行固相扩散焊接，分析了焊接主要的难点和问题，然后主要研究了LD2铝基复合材料的瞬态扩散焊。在进行

2、TLP焊接前，对TLP焊接过程进行了详细的分析。建立了各个阶段的数学模型并且求得其解析解。利用建立的模型求得采用Cu箔作中间层时，TLP焊接SiCp／LD2基复合材料所需要保温时间为77min。对于Sicp／LD2基复合材料的直接扩散焊，接头强度非常低，仅为母材强度的26％。加cu，Ni，A1．Li合金，A1一c小Mg合金中间层固相扩散焊后，接头强度有所提高，其中灿．“合金中间层取得的强度最高，约为母材强度的50％。焊接的主要难点为：①接头区存在蜂窝状氧化物A1203、增强相偏聚等缺陷，阻碍基体与

3、增强相间形成良好的界面层；②连接过程中接头界面氧化膜的破碎。灿．Li合金层依靠化学机制破碎氧化膜，取得了一定效果。但是，固相焊时，获得的最好接头强度仍然较低。不能满足使用要求。采用10岬cu箔作中间层：利用铜与铝在较低温度下发生共晶反应，产生瞬时液相，浸润增强相颗粒，改善增强相／增强相间的接触，填充界面微观孔洞，加速原子扩散，从而实现焊接接头的良好结合。结果表明：在560℃，焊接压力为1MPa，75min的保温时间下，成功实现了SiCp／LD2的扩散连接，接头强度为206．5MPa，接近母材强度的

4、85％。同样采用30岬Ni箔，在580℃下进行SiCp几D2的TLP连接。结果表明：接头中生成Alo．9Ni¨金属间化合物，导致接头剪切强度严重下降。加Cu箔TLP连接Sicp／LD2时，连接界面附近存在siC颗粒的偏聚，这种偏聚可能会导致一些P．P弱结合，偏聚区的局部也可能会存在结合程度较弱的P—M结山东大学硕士学位论文合，这些部位往往会成为裂纹源，限制了接头强度的提高。为了改善接头区SiC的偏聚，本文采用复合中间层对SiCp／LD2进行TLP连接。采用例Al／Cu复合层，成功避免了连接界面Si

5、C颗粒的偏聚，改进了接头形成机制。同样在在560℃，焊接压力为lMPa，75miIl的保温时间下，接头区域完成了等温凝固和固相成分的均匀化。cu元素在接头区分布均匀，接头剪切强度达到了228．8MPa为母材强度的94．3％。而采用C渊比：u复合层时，由于生成舢．Ni．Cu金属间化合物，虽然改善了界面sic颗粒的偏聚，对接头剪切强度的提高不大。关键词：sicp／LD2复合材料；瞬态液相扩散焊；复合中间层AbstractV．acuumDif如sionBondingofSiCPaniculateRein

6、forcedLD2Ma臼叔ConlpositeSiCMLD2M比dMa_trixC唧site(MMC)h勰beeIlappliedinaerospace，仃amc趾d劬mpor嘶0n，驴rtandelec昀IliciIldustries，duet0itslli曲Speci6cs缸即g吐l，hi曲specificmodulus，lowtll锄aleXpallsionCoe伍cient，900dwe盯rcsistalIlceaIldiso乜-0picpropenies，W池缸咀lerdecreasin

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