研究目的
采用钛粉中间层实现SiC陶瓷低温无压连接,以获得无需外压的高连接强度。
研究成果
采用钛粉中间层在1200℃和1300℃无压条件下成功实现了碳化硅陶瓷的连接,检测到主要产物为碳化钛和硅化钛。钛粉的多孔特性促进了硅和碳元素的扩散,在1200℃保温30分钟时获得了41兆帕的剪切强度。但更高温度(1300℃)因孔隙率增加和脆性相含量上升导致剪切强度降低。
研究不足
该研究的局限性在于缺乏外部压力,这可能影响接头的致密化以及Ti3SiC2等特定相的形成。连接层中的孔隙率和脆性Ti5Si3相的比例也可能对剪切强度产生影响。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用无压扩散焊接技术,以钛粉为中间层,在低温(<1400°C)条件下实现SiC陶瓷的连接。
2:样品选择与数据来源:
使用自主制备的SiC陶瓷,切割成块体后经抛光和清洗处理再进行连接。
3:实验设备与材料清单:
活性钛粉(平均粒径约8.0微米,纯度>99.99%)、X射线衍射仪(XRD;D8-Advance,德国布鲁克)、场发射扫描电子显微镜(SEM;SU8220,日本日立)、能谱仪(EDS;X-MaxN,英国牛津)、万能电子力学试验机(AGS-X-50KND,日本岛津)。
4:0微米,纯度>99%)、X射线衍射仪(XRD;D8-Advance,德国布鲁克)、场发射扫描电子显微镜(SEM;SU8220,日本日立)、能谱仪(EDS;X-MaxN,英国牛津)、万能电子力学试验机(AGS-X-50KND,日本岛津)。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:连接过程包括在SiC表面刷涂钛粉、与另一块SiC叠放后,在真空环境下按特定升温速率和保温时间加热。
5:数据分析方法:
通过XRD分析物相组成,SEM和EDS观察微观结构及元素分布,剪切强度测试依据ASTM-D905标准进行。
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