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缓解陶瓷金属连接接头残余热应力方法研究进展
时间: 2018-11-26 13:32 浏览次数:
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陶瓷或陶瓷复合材料具有密度低、强度高、耐高温、耐腐蚀性能好 等一系列优点,是目前非常有发展前途的高温结构材料,其研究发展日益受到重视。在实际的应用过程中,为了制造尺度大或结构复杂的零部件,常常需要将陶瓷或陶瓷复材进行连接,包括自身的连接及其与金属的连接。

就陶瓷金属连接头而言,由于陶瓷与金属的热物理性能不匹配,使得陶瓷金属连接接头在焊后往往产生巨大的残余热应力,而且随着被连接的陶瓷与金属之间膨胀系数差越大,接头的残余热应力越大,致使接头的强度越低;或者是随着被连接金属的热膨胀系数与其弹性模量乘积增大,接头强度下降。有很多学者利用数值模拟方法对该残余热应力进行了具体的计算,这些结果表明,在直接连接陶瓷金属接头残余应力分布存在着明显的应力集中。有效缓解接头残余热应力的是提高陶瓷金属接头性能必须解决的关键技术之一。

几十年以来,国内外针对缓解陶瓷金属连接接头残余热应力的方法开展了大量的工作,并且取得了一系列的进展。总体来看,缓解陶瓷金属接头残余热应力的方法大体上课归纳为以下几种:接头梯度粉末连接方法、界面自蔓延高温合成反应梯度过渡层方法、复合钎料方法、夹具限制被焊金属热膨胀方法、多孔材料金属纤维网缓冲材料法、软性硬性缓冲材料法、被焊的陶瓷表层加工形成梯度结构的方法等。

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