C/C复合材料钎焊接头界面及连接性能研究

来源 :湘潭大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yiyucanqing
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
全文阅读
C/C在新材料发展领域中作为极具典型耐高温的一种复合材料,存在着广泛的工程应用。本文针对C/C的连接在航空航天等领域的要求。提出使用镍基钎料与一种复合钎料来对C/C自身进行钎焊,通过EDS、SEM和XRD等测试分析其钎缝界面结构。研究钎焊不同工艺参数下对接头的微观组织的作用,以及对接头剪切强度的影响,阐述接头断裂机制,并对镍基钎料焊后的接头创建有限元模型,进行了残余应力分析,为C/C的连接提供了相关实验基础。采用箔片BNi2钎料对C/C进行连接,以此为基础为后续膏状BNi-1a钎料的使用提供理论依据。采用BNi-1a钎料时,能实现C/C的连接。且钎焊工艺参数的改变,影响了钎焊接头的微观状态,工艺参数低,界面反应层结合强度低;工艺参数高,钎缝出现缺陷。钎缝中生成物的种类并不随钎焊工艺参数的变化而发生改变,接头钎缝的组织结构为C/C/Ni(s.s)+Cr3C2+M型化合物/Ni(s.s)+M型化合物/Ni(s.s)+Cr3C2+M型化合物/C/C。对接头进行工艺参数的优化,当钎焊温度是T=1120℃,保温时间是t=60min的参数下,钎缝中界面反应状态最好,残余应力最低,使得剪切试验表明此工艺参数下剪切强度最高为24.13MPa。低于或高于此参数,强度都会降低。断口分析表明,最佳工艺参数下接头的断裂有典型的三个区域,且在差异化的参数下,都出现了C/C的断裂。利用了有限元方法,对使用BNi-1a钎焊C/C所形成的接头的残余应力分布特征进行仿真。残余应力在接头的钎缝中心以及钎缝与C/C的结合面附近处拥有着较大的数值。结合之前的断口分析,应力分布特征对判断接头的危险区域都已经具有自身的代表性。将BNi2箔状钎料与AgCuTi钎料组合起来,用两者形成的复合钎料对C/C进行钎焊。除去含量很少的元素的影响,钎缝中最多比重的成分是Ag(s.s)、以及Ni元素与Cu元素固溶形成的化合物。接头的主要组织结构为:C/C/Ti C(Cr3C2)/Ag(s.s)+Ni(s.s)+Cu(s.s)/Ti C(Cr3C2)/C/C。BNi2钎料的加入能填充高温下AgCuTi钎料的流失,同时Ni元素与Cu元素的协同形成固溶体对钎缝有增益作用。以及对接头界面及力学性能受到的工艺上不同参数影响也进行了分析。当钎焊温度是T=1060℃,保温时间是t=30min的参数下,接头拥有最佳剪切强度为18.83MPa。把不同工艺参数下的剪切形貌进行观察,断裂都出现了C/C的断裂,较低和较高的工艺参数下,断裂产生在界面反应层中,只是反应状态不一样,剪切形貌存在区别。适当工艺参数下,断裂发生穿透了C/C基体、界面反应层和钎缝中心。
其他文献
自适应有限元方法作为数值求解偏微分方程的方法之一,对含奇性特征的偏微分方程特别有效。对于现有理论完善的自适应有限元方法存在着自适应网格质量不够高、误差估计子不准确、自适应迭代步数过多的问题,本文针对二维椭圆偏微分方程发展基于高精度技术的自适应有限元方法。通过将有限元高精度技术,包括超收敛分析、重构技术、高质量网格生成与优化技术等,与自适应网格调整相结合,提出高效自适应策略和自适应算法,将其应用于各
在数学规划问题中,向量优化问题非常重要,在实际问题中广泛出现.其中向量多项式优化问题是一类普遍且带有多项式结构的向量优化问题,研究其数值算法具有重要意义.本文主要针对向量多项式优化问题设计了混合算法以及检验求解该问题得到的有效解是否为真有效解的数值算法.第一章叙述了向量优化问题,多项式优化问题的研究背景以及本文的主要内容.第二章介绍了多项式优化,Lasserre半正定松弛方法,强制多项式等预备知识
线性有限元方法是求解线弹性模型问题的常用方法,但当模型中的泊松比参数接近于0.5时,该方法将会出现精度降阶的问题,此种现象称为“体积锁定”。针对该问题,本文利用梯度恢复技术,重构线弹性方程变分形式中的求导算子,将线性基函数的偏导数恢复到连续分片线性有限元函数空间,从而构造一个新的线弹性离散矩阵,并替换原来的线性元离散矩阵来求位移的数值解。最后基于FEALPy软件实现了这种基于梯度恢复的线性有限元方
烷基糖苷(APG)是一种绿色温和、高效碳水化合物衍生的非离子型表面活性剂,由天然可再生资源制成,具有毒性低、生态安全等优点。中长烷基链长的APG表面活性剂在应用中比许多表面活性剂表现出更高的活性,因此,它在催化和吸附应用、纳米技术、分析分离、食品加工、生物技术、生态润滑剂、环境修复和提高石油采收率方面具有吸引力。APG是目前使用的以化石原料合成表面活性剂的潜在可持续替代品。研究表明,较好的水溶性使
凝胶聚合物电解质(GPE)因其柔性好、强度高、成本低等优点而受到广泛关注,并有望用于下一代柔性超级电容器(FSC)以及柔性锂离子电池等可穿戴式储能器件中。但目前常用的GPE仍然存在诸如离子传导率低、机械强度差、稳定性差等缺点,因而限制了高性能FSC的进一步发展。基于上述考虑,本论文以聚乙烯醇(PVA)为基质,采用溶液共混方法制备了含1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(EMIMBF4)及钠离子无机盐的
近年来,随着分数阶非线性微分方程的快速发展及其在众多科学领域中的广泛应用,分数阶非线性微分方程得到了越来越多学者们的关注.然而,分数阶非线性微分方程的解析解很难显式给出.因此,进一步研究求解分数阶非线性微分方程的有效数值方法具有重要意义.本文致力于研究含双Caputo分数阶导数的非线性微分方程初值问题解的存在唯一性、Ulam-Hyers稳定性及求解该方程的两种有效数值方法.本文的主要内容包括:在第
目前,硅基电子元件构筑电路实现类脑功能并处理大量数据的效率不尽人意。通过化学设计的仿突触器件以其本身的导电性类比于生物突触的突触权重,进而能具有和生物突触类似的电信号传递、处理行为,是解决该问题的一条途径。近十年来,离子型仿突触器件得到了井喷式的发展,科研人员希望进一步降低其能量消耗、制备难度以及实现更多的类脑功能。功能化锥形玻璃管是一种易制备的分析传感电极,利用离子传输行为实现电化学活性不高的物
采矿系统的研究是目前海洋矿产资源开发的主要研究方向,而深海集矿机作为采矿系统中必不可少的一部分,对系统的采矿效率有直接的影响.由于上覆土层压力的存在,深海沉积物在现实中是非均质的.当深海集矿机静止试验时,发现其振动易导致深海沉积物有较大的变形,影响了集矿机行走的稳定性和采矿效率;另一方面,接地压力是履带式集矿机的一项重要技术指标,它直接决定集矿机的行走稳定性.当集矿机行走时,其工作重心一般会偏离几
用差示扫描量热法和偏光显微镜考察了3种经硅烷偶联剂表面处理过的玻璃纤维(GF),在含量为20%~30%时,对聚丙烯(PP)的结晶行为和结晶形态的影响。结果表明,当GF增强体系从熔体以降温速度φ>25℃/min冷却时,发现有少量PPβ-晶形成,但当φ≤15℃/min时,它们对PP都无成核作用,GF增强体系中PP的结晶速度比不含GF的PP快,这可能与在结晶过程中基体树脂的收缩以及GF与基体树脂热膨胀系
随着人类的进步,科学技术的日益发展,能源不足和环境污染问题日趋严重。寻找和发展条件温和、绿色高效、操作简单的合成方法成为了化学家们的追求目标。可见光是一种可持续的清洁能源。近年来,可见光光催化技术的简单性,经济性和环境友好性受到了化学家们的广泛关注。同时,可见光光催化也是构建复杂分子有价值的工具。氘代反应广泛被应用在药物化学,机理研究和定量分析等领域,因此,在有机合成界中引起了广泛研究兴趣。通常情