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焊接陶瓷的应用


发布时间:

2021-08-31

  随着科学技术的发展,焊接陶瓷的组成、性能、制造技术和应用领域发生了根本性的变化,同时,由于其独特的高温性能、耐磨性和耐腐蚀性等性能,已成为发展陶瓷发动机、磁流体发电及核反应装置等高科技产品的重要材料,从传统的生活陶瓷发展成了具有特殊性能的功能陶瓷和高性能的工程陶瓷,在电子信息技术中发挥了重要的作用; 但由于其严重的脆性,无法制造复杂、耐冲击载荷的部件,下面一起了解下焊接陶瓷的应用吧!

  1、焊接陶瓷技术重要性

  无论是焊接陶瓷与金属的焊接,还是用金属填充材料焊接陶瓷与陶瓷的情况,陶瓷与金属的界面的结合都存在问题。 实现陶瓷与金属界面的冶金结合非常困难; 由于陶瓷与金属在电子队伍的晶体结构、力学性能、热物理性能及化学性能等方面存在明显的差异,在通常的焊接材料和工艺中,几乎得不到可靠的连接,特别是熔融焊接。

  1)界面反应的问题无论是扩散焊接还是钎焊,陶瓷/金属界面的结合机理都是化学键。为了在扩散焊接时得到良好的界面结合,金属也必须对陶瓷具有活性, 根据热力学条件,活性元素的选择原则以与陶瓷反应的自由能变化g0为基准。

  2)界面两侧的热-力学匹配问题由于陶瓷和金属之间的热膨胀系数差异很大, 作为中间层的金属有热膨胀系数小的金属屈服点s和弹性模量e低的柔软金属。在焊接温度下冷却会产生很大的热应力,从而降低接头的断裂强度,甚至破裂。 目前的主要解决方案是在陶瓷和金属之间加入中间层,但是,两者通常是矛盾的。

  3 .几种焊接方法的比较

  前面的分析表明,熔融焊接不适合陶瓷焊接。 固相扩散焊接和钎焊适用于陶瓷的焊接,

  4 .焊接陶瓷发展前景

  关于陶瓷焊接的研究数量很多,目前除了需要对界面反应、内应力的数值模拟等理论问题进行更深入的研究外,还将侧重于实际应用。 其主要问题如下

  1)为了充分发挥陶瓷的耐高温性,需要解决接头的高温性能。

  2)目前的试验都是采用小样品,陶瓷的前裂纹和低应力破坏是个严重的问题,必须进步研究降低内应力的方法,内应力问题不太突出,在大面积和复杂零件焊接的情况下。

  3)目前的焊接陶瓷主要在真空中进行,效率低、成本高,必须研究非真空的低成本焊接方法。

  以上介绍的就是焊接陶瓷的应用,陶瓷对焊接物的可靠性评价也是重要的问题。 由于陶瓷是脆性材料,如果包含焊接微裂纹和内应力的水平过高,在使用中发生脆性断裂是非常危险的。