高硅鋁合金釬焊碳化硅陶瓷的接頭微觀組織和性能研究.pdf

1、SiC/SiC復(fù)合材料由于高溫強(qiáng)度高、熱膨脹系數(shù)低、化學(xué)穩(wěn)定性和抗輻照能力好等特點(diǎn)被認(rèn)為是核反應(yīng)堆用高溫部件的理想候選材料。然而，要獲得大尺寸的SiC/SiC復(fù)合材料復(fù)雜構(gòu)件，需要通過材料連接來實(shí)現(xiàn)。本文采用具有較低中子吸收截面系數(shù)的高硅鋁合金釬料對SiC塊體進(jìn)行了真空釬焊試驗(yàn)。研究了硅含量對釬料的顯微組織、力學(xué)性能及在SiC表面的潤濕性的影響，在優(yōu)化硅含量的基礎(chǔ)上，研究了添加第三元素(Ti、Cr)對釬料及接頭性能的影響。研究結(jié)果表明:

2、
　　(1) Al-40Si、Al-50Si和Al-60Si（wt.％）這三種釬料的微觀組織均由初生Si及Al+Si共晶組織組成，并且隨著Si含量的增多，初生Si的尺寸及數(shù)量均增大，合金的顯微硬度也隨之增加。合金的抗壓強(qiáng)度隨著Si含量的增加而減少，說明共晶組織含量越多，釬料合金抗壓能力越強(qiáng)。三種釬料均對SiC具有良好的潤濕性，而Al-50Si釬料在SiC表面的潤濕角最小，說明Al-50Si是用于SiC連接的較佳成分。Al-50Si

3、釬料釬焊連接SiC接頭的剪切強(qiáng)度為73.76 MPa。
　　(2)在Al-50Si釬料中加入Ti(2，6，10，14 wt.％)進(jìn)行合金化改性，得到的釬料組織中除了初生Si及Al+Si共晶組織之外，還有TiSi2相。Al-50Si-xTi釬料中的Ti可減少初生Si的尺寸和數(shù)量，使組織更加均勻。隨著Ti含量的增加，合金的硬度和抗壓強(qiáng)度均逐漸增大。用含Ti的Al-50Si釬料連接SiC陶瓷的接頭剪切強(qiáng)度均高于不加Ti的接頭，并且在Ti

4、的加入量為6wt.％時(shí)，獲得的釬焊接頭剪切強(qiáng)度最高，為138.98 MPa。接頭剪切斷口斷裂方式主要由脆性斷裂和韌性斷裂兩種方式結(jié)合。
　　(3)在Al-50Si釬料中加入Cr(2，6，10，14wt.％)進(jìn)行釬料改性，合金微觀組織由初生Si、Al+Si共晶組織和CrSi2組成。隨著Cr含量的增加，初生Si的含量不斷減少，板條狀初生Si逐漸細(xì)化。合金的硬度和抗壓強(qiáng)度隨著Cr含量的增加而增大。用含Cr的Al-50Si釬料連接SiC陶