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SiC陶瓷具有很多优良性能,但脆性大、难以加工等缺点限制了它的应用范围,将SiC陶瓷与金属连接,能充分发挥各自的优良性能,弥补各自的不足。陶瓷与金属的连接方法中,扩散连接比较常用,并且扩散连接的接头稳定性好,质量较高,耐腐蚀,但连接效率低。因此,本文对SiC与Ti在常规扩散连接的基础上进行了电场作用下的扩散连接,以期提高扩散连接效率。本文采用SEM、EDS、XRD、TEM以及剪切性能测试等手段研究了不同工艺条件下接头的显微组织以及界面微观结构,分析了工艺参数对接头质量的影响规律。SiC与Ti扩散连接工艺参数如温度、时间、压力等对扩散连接接头质量有较大的影响,且各参数之间交互作用。研究结果表明,工艺参数为1000℃/2h/7.5MPa时可获得质量较好的接头,其抗剪强度达到了66.4MPa。在此基础上,通过正交试验,研究了外加电压下SiC与Ti的扩散连接,各参数对接头连接质量影响程度依次为:温度﹥电压﹥时间,优化的工艺参数为950℃/1.5h/7.5MPa/400V,其接头抗剪强度达到了69.6MPa,实现了在不降低抗剪强度的前提下,降低了连接温度,缩短了连接时间,提高了连接效率。SiC陶瓷与金属Ti界面组织结构研究表明:SiC与Ti在扩散连接过程中发生界面反应,界面处生成了Ti5Si3Cx和TiC相,由SiC到Ti界面结构为SiC/TiC/(Ti5Si3Cx+TiC)/Ti。当金属接正极,陶瓷接负极时,电场促进界面原子扩散,界面扩散层增厚;而电压反接时会抑制界面处的扩散。随着外加电压的增大,电场的促进和抑制作用越显著。当温度较低反应层较薄时,SiC与Ti扩散连接接头的断裂发生在SiC/TiC界面处以及TiC层内;当反应层较厚时,断裂发生在TiC/(Ti5Si3Cx+TiC)界面处以及TiC层内。电场对扩散连接各个阶段均有贡献。在界面接触阶段,电压会使得界面产生极大的镜像吸附力,使两个表面结合更加紧密,界面吸附力随着外加电压的增大和界面间距的减小而增大;在扩散反应阶段,施加电压会使界面处离子扩散通量增加,即外电压会促进SiC和Ti扩散连接界面处离子的扩散,电压越大,促进作用越明显。