多孔Si₃N₄陶瓷密度較低,具有良好的介電性能和一定的承載能力,是導(dǎo)彈天線(xiàn)罩的理想材料。由于陶瓷材料本身加工性能較差,難以直接進(jìn)行裝配,需要先與Invar合金連接環(huán)連接。由于陶瓷與金屬之間物理和機(jī)械性能具有較大差異,因此在焊后冷卻中將會(huì)在界面附近產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力,多孔Si₃N₄陶瓷本身強(qiáng)度較低,殘余應(yīng)力將會(huì)對(duì)其產(chǎn)生明顯影響。本課題在Ag-Cu-Ti經(jīng)典釬料的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn),設(shè)計(jì)了Ag-Cu-Ti(+Mo_p)/Cu/Ag-Cu復(fù)合釬料(其中Mo_p即Mo顆粒)釬焊多孔Si₃N₄陶瓷與Invar合金,探索了最佳的釬料成分以及釬焊工藝,闡述了接頭形成機(jī)理,通過(guò)有限元模擬對(duì)接頭應(yīng)力進(jìn)行了分析。本文探索了液態(tài)釬料對(duì)兩側(cè)母材的潤(rùn)濕行為。Ag-Cu-Ti釬料以及Ag-Cu-Ti+Mo_p復(fù)合釬料對(duì)多孔Si₃N₄陶瓷母材的潤(rùn)濕過(guò)程分為釬料初始熔化鋪展、持續(xù)鋪展以及趨...

【文章頁(yè)數(shù)】：128 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題來(lái)源及研究的目的和意義
    1.2 陶瓷連接技術(shù)的發(fā)展
        1.2.1 物理連接
        1.2.2 固相擴(kuò)散焊
        1.2.3 過(guò)渡液相擴(kuò)散焊
        1.2.4 自蔓延高溫合成連接
        1.2.5 釬焊
    1.3 陶瓷母材與釬料的相互作用研究
    1.4 液態(tài)釬料與金屬母材之間相互作用研究
    1.5 接頭應(yīng)力分析及緩解方法
        1.5.1 陶瓷/金屬接頭應(yīng)力分析與數(shù)值模擬
        1.5.2 陶瓷/金屬連接中間層設(shè)計(jì)
        1.5.3 復(fù)合釬料連接陶瓷/金屬的研究現(xiàn)狀
    1.6 本課題主要研究?jī)?nèi)容
第2章 試驗(yàn)材料及研究方法
    2.1 試驗(yàn)用原材料
        2.1.1 釬焊母材
        2.1.2 釬料材料
        2.1.3 焊前處理及裝配
    2.2 試驗(yàn)設(shè)備及方法
    2.3 釬焊接頭組織和性能表征
        2.3.1 接頭微觀組織構(gòu)成分析
        2.3.2 接頭力學(xué)性能測(cè)試
第3章 釬料與母材的潤(rùn)濕行為研究
    3.1 釬料在母材上的潤(rùn)濕性研究
        3.1.1 Ag-Cu-Ti釬料在多孔Si₃N₄陶瓷上潤(rùn)濕行為研究
        3.1.2 Ag-Cu-Ti+Mop復(fù)合釬料在多孔Si₃N₄陶瓷上潤(rùn)濕行為研究
        3.1.3 釬料在Invar合金表面潤(rùn)濕行為研究
    3.2 潤(rùn)濕性及鋪展機(jī)制分析
    3.3 本章小結(jié)
第4章 多孔Si₃N₄/Invar釬焊接頭組織分析及性能優(yōu)化
    4.1 Ag-Cu-Ti及Ag-Cu-Ti/Cu/Ag-Cu釬料釬焊連接多孔Si₃N₄/Invar
        4.1.1 Ag-Cu-Ti釬料釬焊接頭微觀組織
        4.1.2 陶瓷側(cè)界面反應(yīng)層形成機(jī)制
        4.1.3 Ag-Cu-Ti/Cu/Ag-Cu釬料釬焊接頭微觀組織
        4.1.4 釬料中Ti含量的優(yōu)化
        4.1.5 釬焊溫度及Cu中間層厚度的優(yōu)化
        4.1.6 釬焊保溫時(shí)間的優(yōu)化
        4.1.7 Ag-Cu-Ti及Ag-Cu-Ti/Cu/Ag-Cu釬料釬焊多孔Si₃N₄/Invar連接機(jī)理
    4.2 Ag-Cu-Ti+Mop/Cu/Ag-Cu復(fù)合釬料釬焊連接多孔Si4N4/Invar
        4.2.1 Ag-Cu-Ti+Mop/Cu/Ag-Cu復(fù)合釬料釬焊接頭微觀組織
        4.2.2 復(fù)合釬料中Cu中間層厚度優(yōu)化
        4.2.3 復(fù)合釬料中Mo顆粒與活性元素Ti含量的優(yōu)化
        4.2.4 Ag-Cu-Ti+Mop/Cu/Ag-Cu釬焊多孔Si₃N₄/Invar接頭形成機(jī)理
    4.3 本章小結(jié)
第5章 多孔Si₃N₄/Invar釬焊接頭冷卻過(guò)程中的應(yīng)力場(chǎng)模擬
    5.1 多孔Si₃N₄/Invar接頭有限元模型的建立
        5.1.1 有限元模擬參數(shù)的選擇
        5.1.2 多孔Si₃N₄/Invar接頭有限元模型的建立
    5.2 多孔Si₃N₄/Invar接頭有限元模擬研究
        5.2.1 多孔Si₃N₄/Invar接頭有限元模擬結(jié)果及表征方式的選擇
        5.2.2 釬料層厚對(duì)接頭應(yīng)力分布的影響
        5.2.3 Cu中間層厚度對(duì)接頭應(yīng)力分布的影響
        5.2.4 Mo顆粒的引入及其含量對(duì)接頭應(yīng)力分布的影響
        5.2.5 反應(yīng)層厚度對(duì)接頭應(yīng)力分布的影響
        5.2.6 釬角對(duì)接頭應(yīng)力分布的影響
    5.3 引入子模型的有限元分析
        5.3.1 引入陶瓷多孔結(jié)構(gòu)的子模型應(yīng)力場(chǎng)模擬
        5.3.2 引入反應(yīng)層滲入結(jié)構(gòu)的子模型應(yīng)力場(chǎng)模擬
        5.3.3 引入Mo顆粒的復(fù)合釬料結(jié)構(gòu)的子模型應(yīng)力場(chǎng)模擬
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
學(xué)位論文創(chuàng)新點(diǎn)
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其他成果
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷



本文編號(hào)：3978261