陶瓷—金属活性金属钎焊研究的现状和进展

在现有的陶瓷-金属连接技术中，活性金属钎焊具有显著的技术优势和经济效益。本文综述了近年来在反应浸润、活性钎料、界面反应、连接强度和部分瞬间液相连接方面的研究现状和进展，指出了有待进一步研究的问题。     

Si3N4陶瓷与金属的连接技术

Si3N4陶瓷与金属连接技术目前正处于基础性研究和实验室研究阶段，本文概述了近年来有关Si3N4陶瓷与金属连接的几种方法、原理及其工艺特点，包括活性金属钎焊法、玻璃相连接剂连接、固相扩散连接和部分瞬间液相连接等方法。     

Si3N4陶瓷与金属的连接技术

Si3N4陶瓷与金属连接技术目前正处于基础性研究和实验室研究阶段,本文概述了近年来有关Si3N4陶瓷与金属连接的几种方法、原理及其工艺特点,包括活性金属钎焊法、玻璃相连接剂连接、固相扩散连接和部分瞬间液相连接等方法.     

SiC陶瓷与金属连接

综述了SiC陶瓷/金属的连接方法、活性金属的使用现状、界面产物及确定方法,指出了扩散焊和活性金属钎焊是实现SiC陶瓷/金属连接的最有效方法,分析了界面产物对强度的影响,得出接头强度取决于界面产物的种类、数量、分布等,特别是当界面产生层状脆性化合物时强度显著下降的结论.     

I型金属夹层结构连接构件强度数值计算方法

激光焊接钢质夹层结构在国外已用于实船,其连接构件的强度特性是设计者关注的关键问题之一。应用有限元分析软件ANSYS,提出采用壳体连接技术和子模型法,对I型金属夹层结构的两种典型连接构件进行强度分析。通过与全部体单元模型计算结果进行对比,分析了多点约束、自由度耦合、约束方程和端面壳4种壳体连接方法和子模型法计算连接构件在面内、面外载荷作用下强度的计算精度。结果对比表明,在主模型网格划分合理的情况下,采用端面壳、壳—体多点约束的子模型法可取得较好的计算精度与操作简便性的平衡,同时,还可大大降低计算规模。     

SiC陶瓷与金属连接

综述了ＳｉＣ陶瓷／金属的连接方法,活性金属的使用现状,界面产物及确定方法,指出了扩散焊和活性金属钎焊是实现ＳｉＣ陶瓷／金属连接的最有效方法,分析了界面产物对强度的取决于界面产物的种类、数量,分布等,特别是当界面产生层状脆性化合物时强度显著下降的结论。     

外接平板型金属夹层结构连接构件极限强度分析

激光焊接钢质夹层结构在国外已用于实船,其连接形式是亟待解决的关键问题之一。基于有限元分析软件ANSYS,研究了面内载荷作用下,I型金属夹层结构外接平板型连接构件的失效模式和极限承载能力,以及5种典型初始缺陷的尺寸和连接构件的设计参数对极限载荷的影响规律。结果显示,连接构件较短时,结构失效的主导因素是焊接接头形成了塑性铰;连接构件较长时,主导因素是连接构件失稳。对于各种类型的初始缺陷,随初始缺陷尺寸的增大,极限载荷均降低;连接构件、以及靠近连接构件的夹层面板和夹层腹板的初始缺陷对极限载荷的影响较大。在控制重量的条件下,欲增大极限承载能力,最有效的途径是增大连接构件厚度,并选取合适的连接构件长度。     

内嵌方框型金属夹层结构连接构件极限强度分析

激光焊接钢质夹层结构在国外已用于实船,其连接构件的强度特性,是尚待解决的关键问题之一。基于有限元分析软件Ansys,分析在面内载荷作用下,I型金属夹层结构内嵌方框型连接构件的失效模式和极限承载能力,并研究不同形式、不同尺寸的初始缺陷,以及连接构件的设计参数对极限载荷的影响规律。结果显示,其失效模式是普通焊接接头处大部分区域均出现塑性变形,形成塑性铰。对于各种类型初始缺陷,随着其尺寸的增大,极限载荷均降低;夹层面板和连接构件水平板的初始缺陷对极限载荷的影响较大,夹层腹板和连接构件垂向板的初始缺陷的影响较小。在控制重量的条件下,欲增大极限承载能力,最有效的途径是增大连接构件水平板的厚度;选取合适的夹层面板端部长度;尽量减小水平板长度。     

陶瓷-金属二次部分瞬间液相连接接头残余应力分析

利用热弹塑性有限元方法,模拟分析了Si3N4陶瓷与Ni合金进行二次部分瞬间液相连接接头残余应力分布状态和中间层对此连接接头应力分布的影响.结果表明在靠近连接界面附近的陶瓷外表面存在最大拉伸应力;有中间过渡层的接头应力出现大幅度的降低.分析认为陶瓷与金属之间热膨胀系数的重大差异是导致残余应力的主要原因;采用中间过渡层能缓和接头的残余应力,提高接头强度.     

I型金属夹层结构连接构件强度特性研究及灵敏度分析

在国外,激光焊接钢质夹层结构已用于实船,其连接构件的强度特性是尚待解决的关键问题之一.应用有限元分析软件ANSYS,研究2种典型连接构件的面外强度特性及灵敏度.计算中,为降低计算规模,采用MPC壳体连接和子模型分析技术;进行灵敏度分析时,为减少大量方案计算所需的繁琐人工操作,应用Matlab驱动ANSYS,以批处理方式的有限元分析计算各方案的响应值.计算结果显示,在普通焊接接头处存在一定的应力集中.在控制结构重量的条件下,若要降低接头的应力集中系数,对于内嵌方框型连接构件而言,增大连接构件长度和夹层端部面板长度最为有效,增大水平板厚度也有一定的作用;对于外接平板型连接构件而言,最有效的途径是增大连接构件的厚度,并选取合适的连接构件长度.