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Si3N4/AgCu/TiAl钎焊接头界面结构及性能
  • ISSN号:1002-185X
  • 期刊名称:《稀有金属材料与工程》
  • 时间:0
  • 分类:TG454[金属学及工艺—焊接]
  • 作者机构:[1]哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室,黑龙江哈尔滨150001, [2]黑龙江工程学院,黑龙江哈尔滨150050
  • 相关基金:国家自然科学基金(50805038)资助
中文摘要:

采用AgCu非活性钎料实现了Si3N4陶瓷与TiAl基合金的钎焊,确定接头的典型界面组织结构为:TiAl/Ti3Al+Ti(s,s)/AlCuTi/Ag(s,s)+AlCu2Ti/Ti5Si3+TiN/Si3N4陶瓷。钎焊过程中,活性元素Ti从TiAl母材溶解到钎料中与Si3N4陶瓷发生反应润湿,实现了TiAl与Si3N4陶瓷的连接。随着钎焊温度的升高及保温时间的延长,靠近Si3N4陶瓷的TiN反应层厚度增加,Ag基固溶体中弥散分布的AlCu2Ti化合物聚集长大成块状,导致接头性能下降。当钎焊温度T=860℃,保温时间为5min时接头抗剪强度达到最大值124.6MPa。基于反应热力学及动力学计算TiN层反应激活能Q约为528.7kJ/mol,860℃时该层的成长系数KP=2.7×10^-7m/s^1/2。

英文摘要:

The non-active AgCu filler metal was used to join Si3N4 ceramics to TiAl-based alloys. The typical interfacial microstructure of the joints was determined as TiAl/Ti3Al+Ti(s,s)/AlCuTi/Ag(s,s)+AlCu2Ti/Ti5Si3+TiN/Si3N4 ceramics. During the brazing process, the active element Ti, which dissolves into the non-active AgCu liquid filler metal, involves in the wetting on the Si3N4 ceramic and reacts to the ceramic materials. With the increase of brazing temperature and holding time, the thickness of the TiN reaction layer close to the Si3N4 ceramic increases and AlCu2Ti compounds dispersed in the Ag-based solid solution gather greatly, which reduces the joining properties. The shear strength of the joints reaches a maximum of 124.6 MPa when the brazing temperature T = 860 oC and the holding time t=5 min. According of the thermodynamics and kinetics calculation, the activation energy Q and the growth coefficient KP of the TiN layer are 528.7 kJ/mol and 2.7×10^-7 m/s^1/2, respectively.

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期刊信息
  • 《稀有金属材料与工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国有色金属学会 中国材料研究学会 西北有色金属研究院
  • 主编:张平祥
  • 地址:西安市51号信箱
  • 邮编:710016
  • 邮箱:RMME@c-nin.com
  • 电话:029-86231117
  • 国际标准刊号:ISSN:1002-185X
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1154/TG
  • 邮发代号:52-172
  • 获奖情况:
  • 首届国家期刊奖,中国优秀期刊一等奖,中国有色金属工业优秀期刊1等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24715