Ti—Cu—Nb合金钎料的制备及其在SiC表面润湿性的研究.pdf

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1、第30卷第2期2013往4月TiVAop1．r3il0N20o1．32Ti—Cu—Nb合金钎料的制备及其在SiC表面润湿性的研究吴浩波，曾凡浩，袁铁锤(中南大学粉末冶金国家重点实验室，湖南长沙410083)摘要：采用真空电弧熔炼法制备Ti一50Cu-5Nb(质量分数)合金钎料。根据DSC曲线确定出合金钎料的熔化温度为980～1050℃；通过能谱(EDS)和x射线衍射(XRD)分析得出钎料化学组成主要为cuTi：和CuTi：，Nb元素以固溶体的形式存在于钛铜合金中；通过改良后的座滴法研究了钎料在1000

2、、1050和1100℃下润湿角度的变化情况。实验表明在高温下钎料对基体均有很好的润湿作用；在钎料与SiC基体反应界面，主要生成物TiSi促进了润湿过程的进行。关键词：钎焊；微观结构；润湿性；反应界面StudyonthePreparationofTi-Cu--NbSolderandItsWettabilityonSiCSubstrateSurfaceWuHaobo，ZengFanhao，YuanTiechui(StateKeyLaboratoryofPowderMetallurgy，CentralSou

3、thUniversity，Changsha410083，China)Abstract：ThesolderofTi-50Cu一5Nb(massfraction)waspreparedbyvacuumarcmelting．ThemeltingtemperaturerangeofthesoldersconfirmedbytheDifferentialScanningCalorimeter(DSC)was980～1050℃．ThecompositionsofthesolderwereCu3Ti2andCuTi

4、2，andtheniobiumwasexistedintitanium-copperalloyassolidsolution，studiedbyEnergyDispersiveSpectrometer(EDS)andX—rayDiffraction(XRD)．Thechangeofthewettingangleswasinvestigatedbyanimprovedsessiledroptechniqueatthetemperatureof1000，1050and1100℃，andtheresults

5、showthatthesolderprovidesoutstandingwettingonthesubstrate．TheprimaryproductTiSiacceleratedthewettingontheinterfacebetweenthetitaniumalloyandSiC．Keywords：brazing；microstructure；wettability；interfaceofthereaction镜面材料SiC与反射镜支撑的钢结构之间就需要采1l-刖j‘--罱L用冶金方法进行连接J

6、。SiC陶瓷主要含有共价键，工程陶瓷材料是一种新型工程材料，它的应用其内部结构表现出非常稳定的电子配位，很难被含范围十分广泛⋯。SiC陶瓷是工程陶瓷材料中重要有金属键的合金熔融液滴润湿，因此SiC陶瓷与钢的非氧化物陶瓷，由共价键构成，在高温下具有很材之间的可靠连接成为亟需解决的问题。目前，SiC高的强度，同时还具有良好的抗蠕变、耐磨损、热陶瓷与不锈钢之间的连接方法主要有扩散焊和稳定、耐腐蚀性能及较高的热导率。和其他陶瓷材钎焊等。在钎焊过程中，为了保证SiC陶瓷与料一样，SiC陶瓷也具有冲击韧性较低、塑

7、性差、加不锈钢连接的有效性，钎料与SiC陶瓷基体之间的工性能差等缺点J。因此，为了发挥不同材料的特润湿性研究成为重要课题。金属Cu具有低强度和高性，在化工、核工业和航空航天等领域，有时需要延性，可以释放在冷凝过程中产生的热应力，金属将SiC陶瓷与金属连接起来。例如，空间反射镜的Nb的热膨胀系数和SiC相近，也可减小因热膨胀系数差异过大而产生的大量内应力。故本研究选用价收稿日期：2013一O2—19格较低廉的Ti-50Cu一5Nb(质量分数)合金钎料，通过基金项目：国家自然科学基金创新群体资助项目(51

8、021063)；国家基础研究973项目(2011CB605805)研究钎料的DSC差热曲线，确定合金钎料的熔化温作者简介：吴浩波(1986一)，男，硕士研究生。度。结合钎料的微观组织及其在SiC陶瓷表面的润钛工业进展22TitaniumIndustryProgress30卷湿性，为SiC陶瓷与不锈钢之间的连接做出一定的点升高。取放热峰值温度1000(A峰)、1050(B峰)技术准备和理论支持。和1100oC为钎料润湿实验的参考熔化温度，后续实验中在以上温