钠硫电池金属陶瓷焊接关键技术的研究

金属陶瓷焊接是钠硫电池最重要的工艺环节之一。为了提高钠硫电池的安全性,通过真空热压技术研究了温度、真空度、压力等对金属陶瓷焊接件氦漏率与强度的影响。研究结果表明,在真空度为10^(-2)Pa、温度为530℃、压力为15MPa的条件下,可以得到氦漏率为10^(-8) Pa·m^3·s^(-1),强度在1MPa以上的金属陶瓷焊接件。

陶瓷焊接技术在300t无碳钢包的应用

介绍了陶瓷焊接材料的性能要求,及铝镁尖晶石的理化性能指标。将陶瓷焊接技术应用于首钢京唐300 t无碳钢包的实践证明,铝镁尖晶石质喷补料的1500℃烧后耐压强度和抗折强度远高于一般喷补料;每焊接一次钢包寿命增加50次,焊接4次后钢包寿命从120次提高到300次,而原始砖层几乎全部保留;喷补料之间、料与原工作衬砖间结合牢固,焊接界面清晰。陶瓷焊接耐材的使用,可有效降低物料消耗,减少生产成本,且对钢水不产生增碳作用,绿色环保,具有较大的推广价值。

耐火材料修补用陶瓷焊接工艺

该工艺采用了一种陶瓷和金属颗粒的混合物,它们是通过一套皮套管和特殊的冷却管系统,以氧气或氧气和空气的混合气体为载体将其输送到修补区域。窑炉气氛和基底耐火材料所产生的热量会使金属和氧气之间发生放热反应。这种反应过程释放出来的热量足以通过反应区的陶瓷颗粒,

陶瓷焊接—修补耐火材料的新研究

陶瓷焊接是当今在北美、欧洲、日本和澳大利亚修补耐火材料的一种新工艺,现已用于修复焦炉、玻璃窑熔池和冶金炉。在通常情况下,即使正常操作也会使耐火材料经受剧烈的热应力、机械应力和化学应力,以导致耐火材料的损坏。为了延长耐火材料的使用寿命,开发新的修复工艺尤为必要。原则上,很多耐火材料都采用陶瓷焊接修补。

陶瓷焊接是延长耐火炉衬寿命的有效方法

将硅质耐火材料粉末、金属粉末与氧气的混合物喷射到热态焦炉炉衬上的烧损部位,经放热反应生成的坚固陶瓷体与原有炉衬质量相同,以此修补焦炉炉衬。焦炉在整个操作过程中,炉衬一直受到剧烈的热应力,由此而造成的严重缺陷使炉衬逐渐损蚀掉。七十年代中期以前,焦炉管理人员一旦遇到这种严重缺陷,除了整修和重建外,别无它法。这是由于一般湿法喷补修复的部位只能维持很短的时间,实质上只能起到修饰的作用,不能从根本上解决问题。为此开发了Fosbel陶瓷焊接工艺,避免了重建焦炉造成的重大损失。事实证明,此法实为一种有生命力的补炉方法。

基于陶瓷焊接的半导体激光器合束及聚焦研究

为了解决石油输送管道Al_2O_3陶瓷内衬管的连接问题,研制了专用的半导体激光光源用于陶瓷激光焊接。实验研究了陶瓷激光焊接所需要的半导体激光工艺参量及光束要求,采用单管空间合束、偏振合束、波长合束以及菲涅耳聚焦系统输出等方式,研制了光场分布均匀的半导体激光陶瓷焊接系统。结果表明,所设计半导体激光器偏振合束输出功率为384W,合束效率达到96.62%,经波长合束后输出功率可以超过800W,聚焦系统输出光斑均匀度为93.85%。该系统可以成功应用于不同场合的陶瓷焊接生产中,满足2mm厚度Al_2O_3陶瓷激光焊接要求。

熔窑修复的好方法——陶瓷焊接法

陶瓷焊接修复熔窑的技术原理是把金属和耐火材料粉末混合在一起,随着氧气流依靠喷枪射入到熔窑中的破损处,然后对其进行修理。氧气在此有双重用途:一是利用喷枪把粉末喷入到窑内,二是当混合粉末喷到熔窑待修复处后,它充当金属粉燃烧的燃料。在热反应发生后,所产生的热量可以被用来进行喷入混合物粉末,待修复处颗粒的熔化以及相互之间进行反应和烧结。

工业气氛下电流场辅助Ni-ZrO_(2)陶瓷扩散焊

目的研究电流驱动下金属Ni向ZrO_(2)陶瓷的定向扩散以及界面化学反应,实现两者在工业气氛下的快速连接。方法在1200℃下采用独特的电流场耦合扩散焊连接系统制备Ni-ZrO_(2)扩散偶样品。利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)对不同直流电参数(电流密度0~5.09 mA/mm^(2))下制备的样品界面焊缝形貌以及原子分布进行观察和解析;测试Ni-ZrO2扩散偶的剪切强度,并结合不同样品的界面微观结构演变初步揭示电流场辅助Ni-ZrO_(2)的连接机制。结果电流场有效地促进了工业气氛下金属-陶瓷界面的交互作用,当电子流由金属Ni指向ZrO_(2)陶瓷时,界面反应层厚度随着电流密度的增大而持续增大;样品接头的连接强度随着电流强度的增大呈先升高后降低的趋势,在1200℃下通电(电流密度为3.82 mA/mm^(2))5 min时得到最佳剪切强度164 MPa。结论施加直流电场引发的金属电迁移效应和固体电解质陶瓷中氧离子的定向运动是促进界面互扩散以及化学反应的重要原因,而局部的过度“失氧”容易导致陶瓷结构和功能特性丧失。与高真空环境相比,在工业气氛下界面附近较高的氧浓度抑制了陶瓷变质,使焊接接头在电流强度较大时仍然保持了较高的剪切强度。

陶瓷/金属焊接应力的数值计算与分析

陶瓷/金属焊接过程中容易产生残余应力,将影响到产品的可靠性。应用薄壳理论推导的理论公式对典型焊接结构的应力分布进行了理论计算,同时应用ANSYS有限元分析软件对该结构的应力进行了数值计算。结果表明理论计算与有限元分析结果一致,同时ANSYS可以给出详细的应力分布,完全可以应用于陶瓷/金属焊接的应力计算。

TiC-TiB_2陶瓷与1Cr18Ni9Ti不锈钢超重力场燃烧合成焊接研究

采用超重力场燃烧合成技术,通过在燃烧体系底部放入一定厚度的1Cr18Ni9Ti不锈钢板,在制备高性能TiC-TiB2凝固陶瓷的同时,实现了陶瓷—不锈钢的部分熔化扩散焊,进而制备出了陶瓷—金属层状复合材料。经FESEM观察,陶瓷—不锈钢之间存在原子互扩散现象,在扩散过渡层区形成了富钛碳化物呈相间分布且细小的TiB2镶嵌其上的凝固组织。同时,在陶瓷侧存在Al2O3夹杂。

高纯氧化铝陶瓷材料的焊接性能研究

分别采用Ti-Ag-Cu活性金属法、Mo-Mn高温金属化法及氧化物焊料法对高纯氧化铝陶瓷-金属进行焊接实验。结果发现,高纯氧化铝陶瓷的焊接性能较好,适应性较强,其焊接工艺可以采用目前较为成熟的95%Al2O3陶瓷焊接工艺。

陶瓷垫片焊接工艺研究

近年来,国内城市交通进入高速发展期,桥梁建设越来越完善。钢结构建筑型式越来越普及现阶段众多大型结构物普遍采用钢结构形式,在众多城市施工中得以应用。而钢结构在制造及现场安装中存在许多难以解决的问题,如何确保工程质量,提高人力物力使用率,降低成本成为我们当下面临的问题。本论文以泾河茶马大道项目为背景,研究陶瓷垫片焊接工艺过程需要控制的要点,列如焊接电流、电压、坡口角度等通过对比分析找到最优施工条件。传统焊接方式需要单面焊接完成,翻转对焊缝进行清根,导致施工程序复杂而且焊缝质量得不到保证,传统焊接避免不了仰焊及狭窄封闭环境内作业,增加了焊工劳动强度,使焊接生产效率成倍提高,同时对人体及环境也造成危害。

纯碳反应烧结碳化硅陶瓷材料连接

以纯碳质糊料连接PCRBSC基体,采用原位合成的方法焊接PCRBSC陶瓷.探讨了焊缝的碳含量、烧结温度对焊接强度的影响.研究表明,气孔和游离碳(fC)是影响焊缝强度的最主要原因.焊缝不含气孔和fC时,连接强度随焊缝中游离硅(fSi)的减少而增大.调节糊料的碳含量以控制fSi的含量;采用合适的涂覆工艺和1800℃高温烧结,当焊缝的厚度为35μm～50μm时,焊接强度达到460 MPa,且断裂发生在母材中.原位合成碳化硅焊缝具有与PCRBSC母材相似的物相结构是连接强度得以提高的原因.

微纳薄层自蔓延焊接技术及其应用

为了使微纳薄层自蔓延焊接技术在电子器件、陶瓷等特种连接领域得到更广泛的应用,介绍了自蔓延焊接用多层膜材料国内外研究现状,分析了影响其焊接应用的膜层结构、热控工艺等关键因素。指出该焊接技术反应主体多层膜材料制备中存在的问题,并对微纳薄层自蔓延焊接工艺适应性和科学意义进行了分析总结。分析表明,在该技术的焊接应用研究方面有必要进行制备技术针对性研究;反应机理认识与焊接实效追溯联系尚未建立;还需就薄层自蔓延焊接质量与反应控制工艺进行更加充分的研究。

一体化陶瓷迁移管在离子迁移谱中的应用

离子迁移管的材料和制备工艺对离子迁移率、环境适应性和稳定性有很大的影响.本文综述了离子迁移技术和陶瓷封接技术,应用陶瓷封接技术加工制备了一体化离子迁移管,进行了离子迁移实验,通过和传统迁移管的实验对比表明:使用陶瓷封接工艺制备的一体化迁移管环境适应性好、分辨率较高、机械强度高.

Cu/Al_2O_3扩散焊接头界面晶体位向关系对断裂能量的影响

以单晶α－Ａｌ２Ｏ３陶瓷（蓝宝石）和单晶 Ｃｕ为母材，采用真空扩散焊接获得具有两种不同的界面晶体位向关系的Ｃｕ／Ａｌ２Ｏ３扩散焊接头以及带 Ｎｂ膜中间层的 Ｃｕ／Ｎｂ／Ａｌ２Ｏ３扩散焊接头，研究了界面晶体位向关系对接头断裂能量的影响。结果表明，陶瓷－金属界面的晶体位向关系影响界面粘合功（Ｗａｄ）和断裂过程中金属侧所消耗的塑性变形功（Ｗｐ），从而显著影响接头的断裂能量。界面位向关系为（１００）［０１１］Ｃｕ／／（０００１）［１１２０］Ａｌ２Ｏ３的 Ｃｕ／Ａｌ２Ｏ３接头断裂能量值最低，而具有相同位向关系的带 Ｎｂ膜中间层的 Ｃｕ／Ｎｂ／Ａｌ２Ｏ３接头的断裂能量值则最高。

一体化陶瓷迁移管在离子迁移谱中的应用

离子迁移管的材料和制备工艺对离子迁移率、环境适应性和稳定性有很大的影响。论文综述了离子迁移技术和陶瓷封接技术,应用陶瓷封接技术加工制备了一体化离子迁移管,进行了离子迁移实验,并通过和传统迁移管的实验对比表明:使用陶瓷封接工艺制备的一体化迁移管环境适应性好、分辨率较高、机械强度高。

垂直气电自动单面焊陶质焊接衬垫的研制及应用

一、前言 垂直气电自动单面焊自80年代中期从日本引进之后,经过多年焊接生产实践证明:垂直气电自动单面焊是焊接垂直对接头的一种高效率和高质量的焊接方法。从我厂近几年的统计数字来看,采用该方法焊接垂直对接接头,不但生产效率高,而且焊缝质量好,焊缝无损探伤的一次合格率几乎为 100％。

Al_2O_3/AgCuTi/Nb接头强度及改善

在钎焊温度 1 043～ 1 393 K、钎焊时间 3～ 60 min条件下，对 Al2O3/(Ag72Cu28)97Ti3/Nb接头进行了钎焊试验。结果证实， (Ag72Cu28)97Ti3钎料能有效实现 Al2O3与 Nb连接并可获得较高连接强度。结合 SEM及 EDS测试结果，探讨分析了工艺参数对接头强度的影响，提出了改善接头强度的工艺措施。