微波助燃Ni-Al高温自蔓延连接CVDSiC.pdf

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1、第33卷第7期硅酸盐通报Vo1．33No．72014年7月BULLETINOFTHECHINESECERAMICSOCIE，I1YJuly．2014微波助燃Ni-Al高温自蔓延连接CVDSiC韩绍华(福州大学机械工程及自动化学院，福州350108)摘要：采用高放热反应且摩尔比为1：1的镍一铝二元系作为焊料，利用微波引燃的方法使体系以内部加热的方式迅速升温到燃烧温度并发生自蔓延高温合成反应，最终实现化学气相沉积碳化硅陶瓷(CVDSiC)的连接，研究不同反应产物对连接强度的影响规律。研究表明：反应层平均厚度约300m，反应产物与碳化硅基体之间

2、的界面结合良好，但接头内存在着大量气孑L，致密度较低。母材与中间层产物的热错配应力问题使接头界面处存在大量微裂纹。由于自蔓延连接的复杂性与高度不平衡性使反应产物较难控制，接头断面的XRD结果表明不同接头中生成了不同相的镍．铝系金属问化合物以及氧化物，但均未检测到残余单质Ni或Al。氧化物的出现会极大影响接头的剪切强度，导致试样接头强度的数值偏差较大。关键词：镍．铝系焊料；CVD碳化硅；微波助燃自蔓延连接；微观结构；连接强度中图分类号：TQ174文献标识码：A文章编号：1001-1625(2014)07-1752-06JoiningofCV

3、DSiCbyMicrowaveAssistedSelf_pr0pagati0nHighTemperatureSynthesisofNi-AISystem月NShao．hua(CollegeofMechanicalEngineeringandAutomation，FuzhouUniversity，Fuzhou350108，China)Abstract：ThispaperdemonstratedsomepreliminaryresultsonthejoiningofChemicalVaporDepositedCVDSiCceramicsbym

4、icrowaveassistedSelf-propagationHightemperatureSynthesis(SHS)ofcompactedNi—A1mixtures．Withtheatomicrationofl：1．TheinfluenceofreactionproductsonthemechanicalstrengthofCVDSiCceramicjointshasbeeninvestigated．Thereactionlayerwiththethicknessofabout300misporous，andtheinterface

5、iscontinuous．Theoccurrenceofmicro—cracksintheinterfacialareaisattributedtotheCoefficientofThermalExpansion(CTE)mismatchbetweenCVDSiCandNi—A1intermetalliccompounds．DuetothecomplexityandhighlydisequilibriumoftheSHSreaction，itShardlytocontrolthereactionproducts．TheXRDanalysi

6、sshowsthatdifferentNi—A1intermetalliccompoundsandoxidehasbeensynthesizedintheioints，butnoresidualNiorAlelementinthejointisdetected．Theoxidewillseriouslydeterioratethejointstrengthandleadtothelargestrengthdeviation．Keywords：Ni—A1joiningmaterial；CVDSiC；microwaveassistedSHSj

7、oining；microstructure；jointstrength1引言碳化硅陶瓷(SiC)作为先进结构陶瓷材料可应用于航空航天以及核工业等高温领域。但由于陶瓷自身基金项目：国家自然科学基金(51305081)；福建省教育厅A类面上基金(JA13052)；福州大学科研启动基金(022519)作者简介：韩绍华(1983一)，女，博士，讲师．主要从事碳化硅及其复合材料连接工艺的研究．第7期韩绍华：微波助燃Ni．Al高温自蔓延连接CVDSiC1753的脆性使其很难制备出大型以及复杂形状的部件，因此有效的连接工艺是实施其应用的关键¨]。碳化硅

8、陶瓷通常是由反应烧结、常压或热压／热等静压烧结等方法制备而成，随着碳化硅在高温应用领域以及微电子领域的应用范围的拓宽，许多新型制备工艺也逐渐发展起来以制备高品质的碳化硅产品，例如化学气相沉积法