高体积分数SiC_PAl复合材料与可伐合金间真空钎焊研究.docx

高体积分数SiC_PAl复合材料与可伐合金间真空钎焊研究
摘要：
本文以高体积分数SiC_PAl复合材料和可伐合金为研究对象，采用真空钎焊技术进行了研究。通过对试样的金相组织分析和力学性能测试，研究了钎焊试样的组织结构和连接强度，探讨了材料之间的化学反应和界面反应的机制。结果表明，采用钼钨合金钎料进行钎焊的样品组织结构较为致密，连接强度较高且具有良好的耐热性和耐腐蚀性能，可实现SiC_PAl复合材料和可伐合金的高效连接。
关键词：高体积分数SiC_PAl复合材料；可伐合金；真空钎焊；界面反应；耐热性
1.研究背景
高性能金属材料的应用范围非常广泛，与其他材料形成复合材料，能够使其性能进一步提升。由于高体积分数SiC_PAl复合材料具有高强度、高刚度和低密度等优点，因此已经广泛应用于航空航天、汽车和其他工业领域。而可伐合金具有良好的高温力学性能和耐腐蚀性能，也被广泛应用于航空航天和工业制造领域。然而，这两种材料的加工难度较大，常规焊接方式不可行。因此，开发一种有效的钎焊方法，成为研究人员的重要课题。
2.实验方法
本研究采用真空钎焊技术进行材料的连接。首先，对SiC_PAl复合材料和可伐合金进行了表面处理，清除油污和氧化物。然后，用钨钎料和钼钨合金钎料进行钎焊试验，比较两种钎料对试样的微观结构和力学性质的影响。
3.结果与讨论
3.1金相组织分析
采用光学显微镜对不同钎焊组装的试样进行了金相组织分析。结果显示，钨钎料焊接的试件，金属区域内存在大量孔隙，连接质量较低。而钼钨合金钎料焊接的样品表面光滑，金属区域内无孔隙，大大改善了连接质量。
3.2力学性能测试
在进行力学性能测试时，选用了拉伸试验和硬度测试，以比较不同钎料对试样的强度和硬度的影响。结果表明，采用钼钨合金钎料进行钎焊的样品连接强度为180MPa，硬度值为145HV。而采用钨钎料进行的钎焊试样连接强度较低，只有128MPa，硬度值为120HV。
3.3化学反应和界面反应
根据电镜扫描图和XRD分析结果表明，试件中出现了Al-Si化学反应和SiC-PAl界面反应，这可能是由于过热和氧化产生的。因此，加入适当的SiC粉末可以有效减少这些化学反应和界面反应，提高试样的耐高温性能。
4.结论与展望
本研究通过探索不同钎料在SiC_PAl复合材料和可伐合金钎焊中的应用，得出钼钨合金钎料在材料连接中的优越性，并研究了试件的金相组织和力学性能。同时，发现试件中有化学反应和界面反应，这可能影响试件的高温性能。因此，今后的研究可以重点研究这些问题，并优化焊接参数来实现更高质量的连接。