Ti2AlC陶瓷和銅的連接工藝與機理研究.pdf

1、Ti2AlC三元層狀陶瓷兼具陶瓷和金屬的優(yōu)異性能，獨特的結(jié)構(gòu)和性能使得Ti2AlC陶瓷和銅的連接有著十分重要的工程意義。本文采用Al箔和Ag-Cu共晶箔兩種釬料連接Ti2AlC陶瓷和銅，研究了連接工藝參數(shù)對釬焊接頭的組織、力學性能和電性能的影響，通過X射線衍射、掃描電子顯微分析和能譜分析等手段觀察了接頭的顯微組織、元素的成分分布和接頭的斷口形貌，以及確定了反應(yīng)產(chǎn)物的類型，探討了界面的連接機理。
　　使用Al箔在500℃擴散連接Ti

2、2AlC陶瓷和銅時，Al和Ti2AlC通過原子的擴散形成較好的連接，Al和Cu在銅母材側(cè)相互擴散,析出了帶狀分布的金屬間化合物層；在600℃釬焊時，液態(tài)釬料在陶瓷母材的表面很難潤濕，難以實現(xiàn)Ti2AlC陶瓷和銅之間的連接；在650℃和700℃連接Ti2AlC陶瓷和銅時，Al、Cu之間的交互作用強烈，在接頭中析出脆硬的金屬間化合物層，由兩側(cè)母材的熱錯配產(chǎn)生的殘余應(yīng)力得不到緩和，導致在接頭中出現(xiàn)裂紋。綜上所述，使用Al箔連接Ti2AlC陶瓷

3、和銅，接頭處析出的金屬間化合物層不僅嚴重影響了接頭的力學性能，同時對接頭的導電性也十分不利，因此Al不適合用來連接Ti2AlC陶瓷和銅。
　　使用Ag-Cu釬料釬焊Ti2AlC陶瓷和銅，在850℃時能夠獲得接頭組織和性能較為理想的接頭，接頭的構(gòu)成為：Ti2AlC陶瓷/Ti2AlC與釬料的交互作用區(qū)/焊縫/銅側(cè)擴散層/銅母材。在本研究的范圍內(nèi)，隨著釬焊溫度的升高，接頭剪切強度表現(xiàn)為先升高后降低的趨勢。接頭的導電性隨著釬焊溫度的升高呈