本书针对陶瓷与金属连接时，陶瓷母材难被润湿、界面易形成多种脆性化合物、接头残余应力大等缺点，探讨了陶瓷与金属连接时遇到的共性基础问题，以常见结构陶瓷为例，介绍它们与金属的连接技术，以解决陶瓷与金属连接的实际应用问题。本书将重点介绍碳化硅、氧化铝、氧化硅、氧化锆、碳化钛等陶瓷与多种常见金属（钢、钛及钛合金、铝合金、Kovar合金、纯镍、铬及镍铬合金、难熔金属铌及钽）的连接工艺，同时阐述活性钎料及复合反应中间层设计原则、陶瓷母材焊前表面改性机制、界面反应机理、接头残余应力缓解机制等基础科学问题。
样章试读
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前言
第1章陶瓷与金属连接的基础问题1
1.1陶瓷与金属连接界面的润湿2
1.1.1钎料及中间层选择2
1.1.2母材表面处理状态及对润湿的影响5
1.1.3合金成分对润湿的影响11
1.2陶瓷与金属连接接头的界面反应15
1.2.1界面反应产物15
1.2.2界面反应的热力学计算21
1.2.3陶瓷和金属的扩散路径24
1.3陶瓷与金属连接接头的热应力27
1.3.1热应力的产生及影响因素27
1.3.2陶瓷和金属连接接头的热应力控制29
1.3.3陶瓷和金属连接接头的强度32
参考文献39
第2章SiC与Ti及其合金的连接49
2.1SiC与Ti的连接49
2.1.1SiC/Ti接头的界面组织50
2.1.2反应相的形成条件与扩散路径58
2.1.3反应相的形成机理59
2.1.4反应相成长的动力学63
2.1.5接头的力学性能67
2.2SiC与Ti-Co合金的连接73
2.2.1SiC/Ti-Co接头的界面组织74
2.2.2Ti含量对接头抗剪强度的影响76
2.2.3连接时间对接头强度的影响77
2.2.4连接温度对接头强度的影响77
2.3SiC与Ti-Fe合金的连接78
2.3.1界面组织分析78
2.3.2Ti含量对接头强度的影响80
2.3.3连接时间对接头强度的影响80
2.3.4接头的高温强度81
2.4SiC与TiAl合金的连接81
2.4.1SiC/TiAl接头的界面组织82
2.4.2SiC/TiAl界面反应相的形成过程86
2.4.3界面反应层的成长规律88
2.4.4连接工艺参数对接头性能的影响90
参考文献93
第3章SiC与Cr及其合金的连接96
3.1SiC与Cr的连接96
3.1.1SiC/Cr扩散连接的界面组织96
3.1.2SiC/Cr界面反应相的形成及扩散路径104
3.1.3界面反应相的形成机理106
3.1.4反应相成长的动力学108
3.1.5接头的力学性能113
3.2SiC与Ni-Cr合金的连接116
3.2.1界面组织117
3.2.2反应相形成及扩散路径120
3.2.3界面反应层的成长121
3.2.4合金成分对组织的影响123
参考文献124
第4章SiC与Nb、Ta的连接126
4.1SiC与Nb的连接126
4.1.1SiC/Nb接头的界面组织127
4.1.2SiC/Nb的扩散路径134
4.1.3反应相的形成机理137
4.1.4反应相成长的动力学140
4.1.5接头的力学性能143
4.2SiC与Ta的连接146
4.2.1SiC/Ta接头的界面组织146
4.2.2反应相的形成机理149
4.2.3反应相的形成及成长151
4.2.4界面组织对接头强度的影响153
参考文献155
第5章TiC金属陶瓷与钢的钎焊157
5.1TiC金属陶瓷/45钢钎焊接头的界面结构158
5.1.1界面组织形态及反应产物158
5.1.2钎焊工艺参数对界面结构的影响161
5.1.3钎焊界面的机理研究165
5.2TiC金属陶瓷/45钢钎焊接头的力学性能169
5.2.1接头抗剪强度及其影响因素170
5.2.2接头的断裂部位分析173
5.3TiC金属陶瓷/45钢界面反应层的成长行为178
5.3.1(Cu,Ni)+(Fe,Ni)扩散层成长的动力学方程179
5.3.2TiC金属陶瓷侧(Cu,Ni)凝固层成长的动力学方程183
5.3.3TiC金属陶瓷/45钢钎焊接头界面反应层的成长行为186
5.4TiC金属陶瓷/45钢真空钎焊中Zn挥发增强钎料润湿性192
5.4.1Zn挥发增强钎料对陶瓷的润湿性193
5.4.2TiC金属陶瓷/AgCuZn/45钢的氩气保护钎焊199
参考文献202
第6章TiC金属陶瓷与TiAl合金的自蔓延反应辅助连接205
6.1自蔓延反应辅助连接中间层优化设计206
6.1.1粉末中间层的优选206
6.1.2粉末中间层的反应机理211
6.1.3多层膜中间层的优选与反应特性214
6.2采用粉末中间层连接TiC金属陶瓷与TiAl合金219
6.2.1界面组织分析219
6.2.2工艺参数对接头界面组织的影响223
6.2.3连接接头力学性能分析230
6.3采用Al/Ni多层膜连接TiC金属陶瓷与TiAl合金232
6.3.1界面组织分析232
6.3.2纳米级Al/Ni多层膜的制备235
6.3.3工艺参数对接头界面组织的影响238
6.3.4连接接头力学性能分析241
6.3.5连接过程温度场分析242
参考文献244
第7章Si3N4陶瓷与TiAl合金的钎焊245
7.1Si3N4/AgCu/TiAl钎料接头界面组织与性能245
7.1.1Si3N4/AgCu/TiAl钎焊接头界面组织分析247
7.1.2工艺参数对Si3N4/AgCu/TiAl接头界面组织结构的影响250
7.1.3Si3N4/AgCu/TiAl钎焊接头组织演化及连接机理253
7.1.4工艺参数对Si3N4/AgCu/TiAl接头抗剪强度的影响259
7.2复合钎料开发及钎焊接头组织和性能261
7.2.1复合钎料的成分及性能261
7.2.2Si3N4/AgCuTic/TiAl钎焊接头界面组织分析263
7.2.3工艺参数对Si3N4/AgCuTic/TiAl接头界面组织的影响265
7.2.4Si3N4/AgCuTic/TiAl钎焊接头组织演化及连接机理269
7.2.5工艺参数对TiAl/AgCuTic/Si3N4接头性能的影响274
7.3Si3N4/AgCuTic/TiAl接头残余应力277
7.3.1钎焊接头有限元模型网格划分与边界条件277
7.3.2钎焊接头残余应力有限元分析279
参考文献282
第8章Ti3AlC2陶瓷与TiAl合金的扩散连接284
8.1Ti3AlC2陶瓷与TiAl合金的直接扩散连接284
8.1.1Ti3AlC2陶瓷和TiAl合金的焊接性分析284
8.1.2Ti3AlC2/TiAl接头界面组织分析287
8.1.3工艺参数对Ti3AlC2/TiAl接头界面组织的影响288
8.1.4工艺参数对Ti3AlC2/TiAl接头力学性能的影响290
8.1.5Ti3AlC2/TiAl接头断口分析292
8.1.6Ti3AlC2/Ti3AlC2直接扩散连接293
8.2Zr/Ni复合中间层液相扩散连接Ti3AlC2陶瓷和TiAl合金293
8.2.1Ni箔中间层扩散连接Ti3AlC2陶瓷和TiAl合金294
8.2.2Zr/Ni复合中间层液相扩散连接Ti3AlC2陶瓷和TiAl合金296
8.3Ti/Ni复合中间层固相扩散连接Ti3AlC2陶瓷和TiAl合金304
8.3.1Ti3AlC2/Ni/Ti/TiAl扩散连接接头界面组织分析304
8.3.2工艺参数对Ti3AlC2/Ni/Ti/TiAl接头界面组织的影响308
8.3.3工艺参数对Ti3AlC2/Ni/Ti/TiAl接头力学性能的影响315
8.3.4Ti3AlC2/Ni/Ti/TiAl接头断口分析317
8.3.5Ti3AlC2/Ni/Ti/TiAl界面反应机制321
参考文献325
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