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1、焊接创洲〕‘‘食巴一二咫乙心心护乙心心护劝心气专题综述产〕,二产夕一口勺勺犷几〕,护陶瓷与金属的连接方法及应用哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室倪旧刘会杰冯吉才摘要陶瓷与金属组成的复合构件具有广阔的应用前景,而陶瓷与金属的连接技术是陶瓷工程应用的关键,、、、最新进展。本文综述了适用于陶瓷与金属连接的各种方法重点介绍它们的原理特点适用范围及工程应用关键一词陶瓷金属构件连接方法工程应用心加咯只,饭由旧一祀司芜印即杭即既详,场飞汉爵邱·衅己而又盯由】曲场卿,计,,,孚〕既朋卜议禅雨助七朋川曰圈朋一倪叮刚能,加以址瑶℃‘巧,即州口姐田
2、对工困难,不易制成大型或形状复杂的构件,因而其单独前言。,使用受到了实际问题的挑战为解决这一问题世界、、、新型陶瓷具有强度高硬度高弹性模量大热胀各国学者和工程界人士正在不断探求将陶瓷与金属结、、、,系数小密度低耐高温抗腐蚀及耐磨等优异的力学合在一起的连接技术以期获得兼具陶瓷和金属各自‘,性能和物理化学性能下表是一种很有发展前途优异性能的陶瓷一金属复合构件。而且,这种技术倍,、、、、,的结构材料可望在航空航天军工核能汽车及刀受人们的关注并已成为材料工程领域的热点研究课。,。具制造等领域获得广泛应用但陶瓷的塑性差冷加题之一三种陶瓷的某些物理
3、性能和力学性能参数陶瓷密度熔点热胀系数热导率显微硬度扬氏模量弯曲强度室温弯曲强度·一···一一一“一’人一’一’口入仰丙种类阿吨场机斗﹄︼八入叹」︼八︶、︸飞《叉】勺义笑一⋯几叫卯,连接后容易产生很大的残余应力,难胀差异很大以获连接方法,,得高强度接头③陶瓷的热导率低导电性差抗热冲击陶、、,,瓷与金属在化学键型微观结构物理性质和力能力弱润湿性不好这给连接工艺的确定带来了很大,。因,,学性能等方面存在极大的差异采用常规的方法是很难的困难此自陶瓷与金属连接问题提出以来人们。。将它们连接在一起并满足使用要求的这主要表现在就在不断地探索各种各样
4、的连接方法与工艺进入九,连接时存在键型的转换和匹十年代,大量的论文,其中不乏综①陶瓷与金属的键型不同已出现在学术刊物上。,配问题,难以实现良好的冶金连接②陶瓷与金属的热述性的文章,二从听收集到的资料来看陶瓷与金属焊接〔夕,、连接所涉及的方法有十余种之多主要有机械连接〔,’。,粘附陶瓷目前采用该方法已实现了陶瓷与铝,、,、,、,、粘接」高能束焊摩擦焊超声连接」微。合金的连接’、、、波连接,〕表面活化连接“」自蔓延高温合成连接图超声连接、、场助扩散连接比〕过渡液相连接‘,川局部过渡液相。超声连接是一种室温连接方法该方法是在静压、、,,,连接
5、‘混合氧化物连接‘,〕钎焊‘‘〕和扩散连,作用下通过超声波振动使陶瓷与金属的接触表面相互一,接‘〕等方法,。作用从而实现陶瓷与金属的连接其特点是操作简,连接时间很短低,机械联接便于对连接表面的清理要求不,,机械联接是一种较为古老的方法主要包括栓接和高但要得到性能良好的接头必须合理地选择连接参。,。。,数目前这种方法主要用于各类陶瓷与铝的连接热套两种类型栓接是指采用螺栓进行联接其特点是,,,方法简单接头具有可拆性但机加工费用高接头没有连接中可以采用熔点低或活性强的中间金属也可不采。,气密性,〕热套是利用陶瓷和金属间的热胀差而获一用中间金属
6、而直接连接接头剪切强度平均在加印,。得具有气密性接头的方法即在高温下将金属套在陶瓷之间的外侧,在冷却之后由于金属的收缩较大而与陶瓷牢牢微波连接。,地紧固在一起采用这种方法虽然得到的接头具有气微波连接是一种以内部产热作为加热手段的连接,,。密性但也仅限于低温工作且接头的应力集中较方法该方法以陶瓷在微波辐射场中的分子极化产热。,,。大,〕很久以来这种热套方法就已用于汽车火花塞为热源并在一定压力作用下完成连接过程其特点是。、、、,的生产中叫节能升温速度快加热均匀连接强度高如从仇,粘接几场接头的强度高达但难于准确控制温度,。粘接也是一种较为古老
7、的连接方法它是利用粘接对介电损耗小的陶瓷还需采用祸合剂来提高产热。剂将陶瓷与金属间接地连接在一起的其特点是通过,由于产热机理的制约目前这种方法仅限于陶瓷与陶瓷延性的粘接剂可以减缓因陶瓷与金属的热胀差异而引,还未见到有关陶瓷与金。本身的连接属连接的报导,,起的热应力但接头的强度较低且仅限于℃以表面活化连接。,下的温度使用,〕不过通过对陶瓷材料的预先金属。表面活化连接也是一种室温连接方法该方法利,。化可以使粘接强度得到提高圈用氢等惰性气体的中性低能原子束照射陶瓷与金属的,、,高能束焊连接表面使表面清洁原子活化而后在压力下通过表。高能束焊是指
8、采用电子束或激光束等高能量密度面间的相互作用实现陶瓷与金属的室温连接这种。,热源进行焊接的方法由于其加热速度快所形成的熔方法可用于高强度结构陶瓷或高温超导陶瓷与金属的,,化区很窄因而可以用来焊接陶瓷与金属〔
