陶瓷材料的焊接

《陶瓷材料的焊接》汇集靠前外研究成果，提供全品种解决方案。对各类陶瓷材料的性能、焊接性、焊接材料的选用、焊接工艺、焊接质量保障等方面进行了比较详细的阐述,包括Al2O3陶瓷的焊接、SiO2陶瓷的焊接、ZrO陶瓷的焊接、碳化物陶瓷的焊接、氮化物陶瓷的焊接和其他陶瓷材料的焊接。可供从事陶瓷材料焊接的研究人员、生产和维修技术人员以及高等院校师生参考。

《陶瓷材料的焊接》对各类陶瓷材料的性能、焊接性、焊接材料的选用、焊接工艺、焊接质量保障等方面进行了比较详细的阐述,包括Al2O3陶瓷的焊接、SiO2陶瓷的焊接、ZrO陶瓷的焊接、碳化物陶瓷的焊接、氮化物陶瓷的焊接和其他陶瓷材料的焊接。《陶瓷材料的焊接》可供从事陶瓷材料焊接的研究人员、生产和维修技术人员以及高等院校师生参考。

前言章 陶瓷材料概述11.1 陶瓷材料的种类、性能及用途11.1.1 陶瓷材料的种类11.1.2 陶瓷材料的性能21.1.3 陶瓷材料的应用101.2 陶瓷材料性能的改善171.2.1 陶瓷材料的韧化171.2.2 复合增韧陶瓷材料的组织181.3 陶瓷基增强复合材料的分类、性能及应用211.3.1 陶瓷基增强复合材料的分类211.3.2 陶瓷基增强复合材料的性能及应用22第2章 陶瓷材料的焊接性252.1 陶瓷与陶瓷及金属与陶瓷之间的焊接性252.1.1 陶瓷与陶瓷及金属与陶瓷之间的润湿性252.1.2 陶瓷与陶瓷及金属与陶瓷之间焊接的问题272.2 陶瓷与陶瓷及金属与陶瓷之间焊接性的改善282.2.1 改善润湿性282.2.2 降低接头应力552.3 陶瓷材料适用的焊接方法562.3.1 胶接582.3.2 高能束焊接582.3.3 摩擦焊582.3.4 超声波焊582.3.5 微波焊接582.3.6 表面活化焊接592.3.7 自蔓延高温合成焊接592.3.8 场助扩散焊592.3.9 过渡液相焊接592.3.10 局部过渡液相焊接592.3.11 混合氧化物焊接602.3.12 钎焊632.3.13 扩散焊642.3.14 无压固相反应焊接652.4 陶瓷与陶瓷及金属与陶瓷之间的钎焊652.4.1 陶瓷与陶瓷及金属与陶瓷之间钎焊存在的问题和解决的措施652.4.2 陶瓷与陶瓷及金属与陶瓷之间钎焊的钎料672.4.3 陶瓷与陶瓷及金属与陶瓷之间的钎焊工艺682.4.4 表面状态及钎焊工艺对钎焊接头强度的影响702.5 陶瓷与陶瓷及金属与陶瓷之间的扩散焊702.5.1 金属与陶瓷材料扩散焊中的中间层702.5.2 金属与陶瓷真空扩散焊接头的界面反应742.5.3 影响固相扩散焊质量的因素752.5.4 固相扩散焊的焊接参数及接头性能792.6 陶瓷与陶瓷及金属与陶瓷之间的过渡液相焊接842.6.1 局部过渡液相焊接的机理842.6.2 局部过渡液相焊接的过程842.6.3 中间层材料的选择862.6.4 中间层材料的设计862.6.5 多层复合中间层的应用872.6.6 以Al作为中间层用过渡液相扩散法焊接SiC陶瓷892.7 金属与陶瓷材料的摩擦焊892.8 陶瓷材料的静电加压焊接912.9 陶瓷的反应成形法和反应烧结法焊接922.9.1 陶瓷的反应成形法焊接922.9.2 陶瓷的反应烧结法焊接922.10 用超塑性陶瓷作为中间层来焊接陶瓷932.10.1 超塑性陶瓷作为中间层来焊接陶瓷的特性932.10.2 焊接机理942.10.3 用超塑性陶瓷作为中间层的Al2O3的HIP材陶瓷的焊接942.10.4 残余应力962.10.5 其他采用陶瓷材料作为中间层来焊接陶瓷的技术962.11 在半熔化的材料中加压溶浸进行金属与陶瓷的连接962.11.1 采用加压溶浸制备复合材料962.11.2 半熔化金属加工97第3章 Al2O3陶瓷的焊接1003.1 Al2O3陶瓷之间的焊接1003.1.1 Al2O3陶瓷之间的直接焊接1003.1.2 Al2O3陶瓷之间加中间层的焊接1053.2 Al2O3陶瓷与Fe及其合金的焊接1093.2.1 Al2O3陶瓷与Fe的扩散焊1093.2.2 Al2O3陶瓷与低碳钢的钎焊1093.2.3 Al2O3陶瓷与Q235钢的钎焊1123.2.4 Al2O3陶瓷与可伐合金的焊接1143.2.5 Al2O3陶瓷与不锈钢的焊接1193.2.6 复相Al2O3基陶瓷和45钢的火焰钎焊1243.3 Al2O3陶瓷与铝及其合金的焊接1253.3.1 Al2O3陶瓷与Al的焊接1253.3.2 Al2O3陶瓷与Al合金的焊接1293.4 Al2O3陶瓷与金属Cu的焊接1313.4.1 Al2O3陶瓷与金属Cu的扩散焊1313.4.2 Al2O3陶瓷与金属Cu的钎焊1343.5 Al2O3陶瓷与Ni及其合金的焊接1373.5.1 Al2O3陶瓷与Ni的焊接1373.5.2 Al2O3陶瓷与Ni合金的焊接1393.6 Al2O3陶瓷与Ti及其合金的焊接1403.6.1 Al2O3陶瓷与Ti的钎焊1403.6.2 Al2O3陶瓷与Ti的扩散焊1423.7 Al2O3陶瓷与高熔点金属之间的焊接1433.7.1 Al2O3陶瓷与Ta的焊接1433.7.2 Al2O3陶瓷与Nb的焊接143第4章 SiO2陶瓷的焊接1504.1 概述1504.1.1 玻璃的成分和性能1504.1.2 玻璃的形成条件1534.1.3 特殊用途玻璃1534.2 玻璃的焊接性1564.2.1 玻璃与金属焊接时的问题1564.2.2 玻璃与金属焊接性的改善1574.2.3 降低残余应力的方法1574.3 玻璃的焊接方法1594.3.1 玻璃的焊接接头形式1594.3.2 玻璃与金属焊接组合及其接头性能1594.4 日用陶瓷与不锈钢的钎焊1624.4.1 采用Ag-Cu-Ti钎料钎焊日用陶瓷与1Cr18Ni9Ti不锈钢1624.4.2 采用Sn-3.5Ag钎料钎焊镀镍日用陶瓷与1Cr18Ni9Ti不锈钢1634.5 微晶玻璃的焊接1654.5.1 微晶玻璃的钎焊1654.5.2 真空扩散焊1694.6 石英玻璃的焊接1694.6.1 石英玻璃之间的钎焊1694.6.2 石英玻璃与金属的焊接1704.7 SiO2玻璃陶瓷的焊接1724.7.1 SiO2玻璃陶瓷与钛合金的钎焊1724.7.2 SiO2玻璃与铝和铜的扩散焊1764.7.3 玻璃与Co合金的阳极焊接1774.8 硅铝玻璃的真空扩散焊1784.8.1 硅铝玻璃与铌的真空扩散焊1784.8.2 硅铝玻璃与钛的真空扩散焊1794.9 硅硼玻璃与可伐合金的真空扩散焊1794.9.1 硅硼玻璃与可伐合金的激光熔化焊1794.9.2 硅硼玻璃与可伐合金的真空扩散焊1814.10 采用Ag-Cu-In-Ti钎料真空钎焊SiO2纤维-SiO2复合陶瓷与铌1824.10.1 材料1824.10.2 钎焊工艺1824.10.3 接头性能1834.10.4 接头组织1834.11 采用复合钎料

随着科学技术的发展，具有特别性能的新型工程材料不断涌现，陶瓷材料就是其中的重要一员。陶瓷是一种既古老又新颖的材料，由于新型的陶瓷材料具有熔点高、耐高温、耐腐蚀、耐磨损等特殊性能，而且还具有抗辐射、耐高频、耐高压、绝缘等优良的电气性能，因此在化学工业、电子工业、核工业、航空航天工业和现代通信事业中得到了广泛的应用。在这些领域中，不可避免地会发生陶瓷与陶瓷、陶瓷与金属之间的焊接。因此研究它们的焊接性，提高其焊接接头的性能，具有重要的意义，这也是提高陶瓷使用效能的关键。陶瓷材料是一种焊接性很差的材料，它涉及现代物理、化学、力学、材料学、真空技术、表面工程技术、焊接冶金和检测设备等技术，需要采用特殊的焊接工艺和焊接材料才能得到比较满意的接头。陶瓷材料是一种很有应用潜力的新型高温结构材料，它比高强度镍基合金有更高的高温强度、更加优异的抗氧化和耐腐蚀能力、较低的密度和较高的熔点，可以在更高的温度和恶劣的环境下工作，在航空航天等高技术领域有着广阔的应用前景。由于陶瓷材料具有其他材料无法取代的性能，因此它作为很有应用前景的新型材料而受到人们的关注。近年来，人们对陶瓷材料进行了大量的研究，我国的科学技术工作者，在这一领域也取得了不少重要的研究成果，并且已经在一些重要结构上得到了应用。为了适时总结这些成果，使其得到进一步的推广应用，我们编写了此书。由于陶瓷材料是以金属与非金属的化合物为基体的材料，因此陶瓷材料自身或者陶瓷材料与其他材料（比如金属或者金属间化合物）之间的焊接往往有多种化学元素参与其中。也就是说，陶瓷材料的焊接往往有多种化学元素的相互作用、相互扩散、相互反应，形成了十分复杂的系统。这个系统在外界条件的作用下，能够形成非常复杂的组织。外界条件发生些许改变，系统的组织就会发生剧烈的变化，其性能也就会发生巨大的变化。换句话说，焊接条件的些许改变，就会使得接头组织和性能发生很大变化，也就是说，焊接条件对陶瓷材料接头的组织和性能有着巨大的影响，所以本书在讨论陶瓷材料焊接时，将重点分析焊接接头界面反应产生的接头组织。陶瓷材料主要用于制造工作条件比较恶劣的构件，也是开发应用时间较短，但是发展很快的新型材料。因此本书将国内外关于这类材料焊接应用的研究成果汇集成册，以供从事陶瓷材料焊接应用的研究人员、生产和维修技术人员以及高等院校师生参考。本书中对各类陶瓷材料的性能、焊接性、焊接材料的选用、焊接工艺、焊接质量保障进行了比较详细的讨论。由于本人水平有限，加之科学技术发展迅速，有关新技术、新材料不断涌现，因此书中难免有不足和谬误之处，敬请广大读者指正、谅解。若本书对您有所裨益，本人不胜荣幸。对本书引用资料的国内外作者表示敬意和感谢!本书由大连市人民政府资助出版。大连交通大学于启湛