采用Ag-Cu-Ti钎料真空钎焊SiO2f/ SiO2复合陶瓷与C/C复合材料
2014-11-30吴世彪熊华平程耀永
材料工程 2014年10期
吴世彪,熊华平,陈 波,程耀永
(北京航空材料研究院 焊接与塑性成型研究所,北京100095)
二氧化硅纤维增强二氧化硅基体的SiO2f/SiO2复合陶瓷是一种先进的陶瓷基复合材料,该材料具备优良的介电性能、抗热冲击性能好、高韧性、高可靠性和对裂纹等缺陷不敏感等一系列优良特性[1],不仅是天线罩材料的理想选择之一[2,3],而且还可以制成多种制件,在高温结构材料、防热材料、战斗部材料、透波材料和电子信息功能材料等领域具有广阔的应用空间。
在实际应用中,为了满足结构或功能的需求,SiO2f/SiO2复合陶瓷常常需要实现自身连接或与金属的连接,其中硬钎焊技术是实现其有效连接的可选方法,而且有利于提高接头使用温度[4]。由于技术保密等原因,国外鲜有关于SiO2f/SiO2复合陶瓷钎焊连接的报道。近年来国内有少数单位开展了SiO2陶瓷钎焊连接研究[5-8]。
然而,直接钎焊SiO2f/SiO2复合陶瓷与金属具有很大的困难,这是由于SiO2f/SiO2复合陶瓷自身的热膨胀系数极低,只有0.33×10-6K-1,而一般金属材料的热膨胀系数介于4.6×10-6~23.5×10-6K-1[9]之间,有的金属或合金甚至更高,也就是说,SiO2f/SiO2复合陶瓷与金属之间的热膨胀系数至少相差十几倍,甚至几十倍,这样的异种材料组合结构在较高温度下实施钎焊连接后,在随后冷却的过程中不可避免地产生巨大的残余热应力[10],焊后极易在接头处开裂,且工件尺寸越大,越难以实现成功的连接,因此需要采取有效的措施缓解接头中的残余应力。
目前缓解金属/陶瓷接头残……
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