复合材料连接技术
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河北廊坊
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作者亓钧雷
出版社科学出版社
ISBN9787030752963
出版时间2023-04
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定价128元
货号ACFD7C1FE8F04FE38A3
上书时间2024-05-07
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前言
目录
目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 陶瓷材料介绍 2
1.2 复合材料介绍 3
1.3 金属材料介绍 5
1.3.1 金属的成键及结构 6
1.3.2 金属的分类 7
1.4 复合材料异质钎焊连接 8
1.4.1 陶瓷与金属的钎焊连接 9
1.4.2 陶瓷与金属钎焊连接存在的问题 11
1.4.3 陶瓷与金属钎焊连接的中间层设计 11
1.5 本书主要内容 14
参考文献 15
第2章 纳米颗粒增强中间层辅助复合材料异质结构钎焊连接 18
2.1 TiC颗粒增强Ti-Co钎料辅助钎焊C/SiC复合材料和Nb 18
2.1.1 TiC颗粒含量对Ti-Co钎焊C/SiC与Nb的研究 20
2.1.2 增强相烧结温度对Ti-Co钎焊C/SiC与Nb的研究 22
2.2 Si3N4和SiO2颗粒增强AgCu钎料辅助C/C复合材料和TC4钛合金的钎焊连接 24
2.2.1 不同增强相对AgCu钎焊TC4与C/C复合材料的研究 25
2.2.2 有限元方法对接头应力的分析 32
2.3 BNi2+W复合钎料钎焊C/C复合材料和Nb 33
2.3.1 BNi2+W复合钎料的优化设计 34
2.3.2 C/C-HEA钎焊接头典型界面结构分析 39
2.3.3 W颗粒含量对接头界面结构与性能的影响 41
2.3.4 优化后的C/C-Nb组合接头界面结构及力学性能分析 45
2.4 本章小结 46
参考文献 47
第3章 碳纳米管复合中间层辅助复合材料异质结构钎焊连接 52
3.1 碳纳米管复合钎料的特点与制备 52
3.2 CNTs/TiNi复合钎料钎焊SiO2-BN与Nb组织性能以及机理研究 53
3.2.1 CNTs/TiH2复合钎料的表征 53
3.2.2 CNTs/TiNi复合钎料钎焊SiO2-BN与Nb界面组织及力学性能分析 59
3.2.3 CNTs/TiNi复合钎料钎焊SiO2-BN复合材料与Nb的机理分析 64
3.3 CNTs/AlSiCu复合钎料钎焊MBOW/Al组织性能以及机理研究 68
3.3.1 CNTs/AlSiCu复合粉末的表征 68
3.3.2 CNTs/AlSiCu复合钎料钎焊MBOW/Al界面组织及力学性能分析 70
3.3.3 CNTs/AlSiCu复合钎料钎焊MBOW/Al的机理分析 73
3.4 本章小结 77
参考文献 77
第4章 石墨烯复合中间层辅助复合材料异质结构钎焊连接 79
4.1 石墨烯网络复合中间层的制备及其对润湿行为的影响 79
4.1.1 制备石墨烯网络复合中间层 79
4.1.2 石墨烯对铜表面钎料润湿行为的影响机制 83
4.2 石墨烯网络复合中间层辅助钎焊C/C与Nb 92
4.2.1 石墨烯网络复合中间层辅助钎焊C/C与Nb的组织及性能 93
4.2.2 石墨烯网络复合中间层对接头残余应力的影响 110
4.3 本章小结 113
参考文献 114
第5章 负膨胀材料复合中间层辅助复合材料异质结构钎焊连接 119
5.1 锂霞石颗粒增强复合钎料钎焊C/C复合材料与Nb金属 120
5.1.1 AgCuTi钎焊C/C复合材料与Nb金属 120
5.1.2 锂霞石颗粒增强复合钎料钎焊C/C复合材料与Nb金属 124
5.1.3 锂霞石颗粒增强复合钎料钎焊接头残余应力有限元模拟 129
5.2 锂霞石增强铜基复合中间层钎焊C/C复合材料与Nb金属 132
5.2.1 制备锂霞石增强铜基复合材料 132
5.2.2 锂霞石增强铜基复合材料辅助钎焊C/C复合材料和Nb金属 133
5.2.3 锂霞石增强铜基复合中间层钎焊接头残余应力有限元模拟 140
5.3 网状锂霞石中间层钎焊C/C复合材料与Nb金属的工艺研究 142
5.3.1 制备网状锂霞石材料 142
5.3.2 网状锂霞石材料辅助钎焊C/C复合材料和Nb金属 146
5.4 本章小结 152
参考文献 153
第6章 表面改性辅助复合材料异质结构钎焊连接 155
6.1 润湿及表面改性的物理基础 156
6.1.1 润湿的物理含义及意义 156
6.1.2 表面改性的物理基础 157
6.2 陶瓷表面改性对润湿的影响 159
6.2.1 BN-SiO2复合材料的润湿 159
6.2.2 表面腐蚀促进润湿 161
6.2.3 原位合成碳纳米管表面处理 163
6.2.4 复合材料的润湿与改性情况 166
6.3 表面改性后界面结构分析 176
6.3.1 SiO2-BN复合材料表面改性界面结构 176
6.3.2 SiO2f/SiO2复合材料表面改性界面特点 179
6.4 本章小结 185
参考文献 185
第7章 表面微结构调控辅助复合材料异质结构钎焊连接 188
7.1 表面选择性腐蚀处理方法调控微观结构 188
7.1.1 SiO2f/SiO2表面结构优化辅助润湿机理及接头力学性能研究 188
7.1.2 SiO2f/SiO2-Nb接头体系残余应力与接头结构和力学性能之间的关系 198
7.2 SiO2-BN陶瓷表面状态调控及钎焊工艺研究 214
7.2.1 SiO2-BN陶瓷表面结构优化 215
7.2.2 氢氟酸腐蚀时间对界面结构的影响 216
7.2.3 氢氟酸腐蚀时间对反应层形貌及接头力学性能的影响 217
7.3 C/SiC表面状态调控及钎焊工艺研究 218
7.3.1 电化学腐蚀参数对C/SiC表面形貌的影响规律 218
7.3.2 电化学腐蚀参数对C/SiC-Nb界面结构的影响规律 222
7.3.3 腐蚀深度对钎焊接头力学性能的影响及接头的断裂模式 226
7.3.4 钎焊接头残余应力分析 228
7.4 本章小结 230
参考文献 231
第8章 网络中间层辅助复合材料异质结构钎焊连接 233
8.1 低膨胀疏松中间层对接头结构和组织性能的影响 233
8.1.1 AgCuTi活性钎料在3D-SiO2f表面润湿性的研究 233
8.1.2 典型界面组织分析 235
8.1.3 3D-SiO2f中间层对接头力学性能的影响 237
8.1.4 钎焊温度对接头微观组织及力学性能的影响 238
8.1.5 保温时间对接头微观组织及力学性能的影响 239
8.2 泡沫铜中间层辅助钎焊 241
8.2.1 接头界面组织分析 241
8.2.2 接头室温强度测试及断口分析 242
8.3 CNTs-泡沫镍中间层辅助钎焊工艺研究 244
8.3.1 CNTs增强泡沫镍中间层制备与表征 244
8.3.2 中间层辅助钎焊SiO2-BN与TC4 246
8.3.3 CNTs增强泡沫镍辅助钎焊CNTs修饰SiO2-BN与TC4 255
8.4 碳层网络复合中间层辅助钎焊C/C与Nb 256
8.4.1 碳层/石墨烯网络复合中间层钎焊C/C与Nb 257
8.4.2 碳层/Cu网络复合中间层辅助钎焊C/C与Nb 260
8.5 本章小结 269
参考文献 270
第9章 片层结构梯度中间层辅助复合材料异质结构钎焊连接 273
9.1 FeCoNiCrCu高熵合金中间层辅助钎焊C/C复合材料和Nb 274
9.1.1 BNi2钎焊C/C-Nb接头典型界面结构分析 274
9.1.2 高熵合金中间层辅助钎焊C/C-Nb钎焊接头典型界面结构分析 276
9.1.3 中间层厚度 279
9.2 C/SiC表面金属化层的制备与形成机制研究 280
9.2.1 C/SiC表面金属化层的制备 280
9.2.2 Ni-Cr-Si合金与C/SiC复合材料作用机理 282
9.3 C/SiC表面金属化层的结构设计与优化 287
9.3.1 金属化工艺参数对接头界面结构的影响 287
9.3.2 W颗粒的添加对C/SiC表面金属化层的影响 292
9.3.3 WC颗粒的添加对C/SiC表面金属化层的影响 298
9.4 W增强碳纤维编织布中间层辅助钎焊工艺及机理研究 301
9.4.1 碳纤维编织布原位合成W的制备及其工艺探究 301
9.4.2 碳纤维编织布中间层辅助钎焊工艺研究 305
9.4.3 金属化层与中间层辅助钎焊接头界面结构分析 309
9.5 本章小结 310
参考文献 312
内容摘要
陶瓷基复合材料具有质量轻、强度高、耐高温及耐腐蚀等优点，在航空航天、核电、能源、机械工程等领域得到广泛应用，为了克服其难加工、脆性大等缺点，实际应用中常采用陶瓷基复合材料与金属的连接异种结构。由于陶瓷基复合材料与金属两者之间物理、化学等方面心更难差异巨大，常规的熔焊难以实现两者间有效连接，目前常采用钎焊连接方法。本书针对陶瓷基复合材料等优选材料与金属钎焊连接时，存在陶瓷基复合材料表面难润湿、界面易形成多种脆性化合物、接头残余应力大等难题，探讨了陶瓷基复合材料与金属连接时遇到的共性基础问题，以典型的陶瓷基复合材料为例，介绍他们与金属的优选连接技术，以解决陶瓷基复合材料与金属的实际应用问题。本书将重点介绍以石墨烯、碳纳米管及负膨胀材料等优选材料为增强体，以纳米颗粒、梯度层及三维网状等多种结构形式，来改善钎料/钎焊中间层性能，配合陶瓷基复合材料母材焊前表面改性，调控钎焊接头应力分布状态，提高接头的连接质量。同时，阐述复合钎焊及中间层设计原则、陶瓷基复合材料表面改性机制、界面反应机理、接头应力缓解机制等基础科学问题。
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