氧化鋁陶瓷的微波連接及其界面研究.pdf

1、本論文結(jié)合微波升溫迅速、選擇性加熱、高效節(jié)能、瞬時(shí)無污染等特性,設(shè)計(jì)保溫裝置,選擇金屬Al粉、納米Si粉、Al-Si合金粉及含Al-Si合金的微膨脹ZTM復(fù)合中間層為研究對(duì)象,在系統(tǒng)研究金屬Al粉、納米Si粉、Al-Si合金粉的吸波升溫特性、潤濕特性基礎(chǔ)上,通過制定相應(yīng)的微波連接制度(如時(shí)間、功率、壓力及裝置等),實(shí)現(xiàn)了以金屬Al粉、納米Si粉、Al-Si合金粉以及微膨脹ZTM復(fù)合中間層的95-Al2O3陶瓷的微波連接,并通過對(duì)界面結(jié)構(gòu)

2、、物相、元素線掃描分析得出結(jié)論如下:
　　 粒徑小于100μm金屬Al粉、納米Si粉、Al-Si合金粉均能吸波并迅速升溫至熔點(diǎn)以上,實(shí)現(xiàn)微波選擇性加熱。
　　 選用金屬Al粉為中間層時(shí),金屬Al粉微波加熱過程中迅速升溫、氧化、熔融,熔體體積膨脹,破殼鋪展。增大微波功率和外界壓力促進(jìn)連接。
　　 選用納米Si粉為中間層時(shí),1KW／20min→2KW／20min→3KW／20min→0KW可成功連接95-Al2O3陶

3、瓷。微波連接過程伴隨著中間層的快速升溫、氧化、熔融、鋪展、滲透,通過液相形成連接；微波熱處理促進(jìn)了界面兩側(cè)的元素交換,隨中間層的氧化,與基體化合生成莫來石,界面消失,微觀結(jié)構(gòu)均勻一致:活性添加劑Mg含量在5wt％以下時(shí)有利于發(fā)生界面反應(yīng),促進(jìn)界面生成。
　　 選用Al-Si合金粉為中間層時(shí),微波連接制度為2KW／20min→自然冷卻時(shí)可獲得陶瓷／合金連接界面,中間層快速升溫熔融,在界面上流動(dòng)、滲透,在冷卻中凝固形成陶瓷／合金連接

4、界面；純Al-Si合金粉由于氧化膨脹劇烈,升溫過程難以控制,很難實(shí)現(xiàn)無缺陷的陶瓷／陶瓷連接界面。
　　 以20wt％ZrO2、23.7wt％Al-Si、33wt％Al2O3、22.3wt％SiO2和1wt％Y2O3為原料的微膨脹ZTM復(fù)合中間層在1KW／20min→2KW／20min→3KW／20min→2KW／20min→1KW／20min→0KW微波作用下和5.71KPa外加壓力作用下可實(shí)現(xiàn)95-Al2O3陶瓷的微波連接,連