ZrO2陶瓷的微波连接

论文摘要

陶瓷材料的连接技术,即通过连接基本形状的陶瓷构件来获得大尺寸或复杂形状的陶瓷制品,由于其成本低,操作简便等优点越来越受到人们的重视。其意义可与焊接技术在金属材料中的作用相比拟。本实验选取ZrO2的烧结体作为被连接基体,在连接相中添加SiC组分,利用SiC常温而氧化物600℃以上吸收微波的不同特性,以及SiC氧化膨胀并形成SiO2的化学反应,在微波加热条件下,实现了远高于基体温度的界面局部优先加热连接。实验中分析了材料在微波作用下的连接机理,并在显微结构分析和XRD的分析结果下确定了最佳的微波连接功率为3000W并采用1kW/20min的功率提升速度可获得较好的连接效果。通过对比不同配方的连接相的扫描电子显微镜照片对烧结样品微观结构的分析,确定最佳的连接相配方为含有40wt%ZrO2和60 wt%SiC的C配方,此时连接相致密,膨胀量适当,反应生成的氧化硅的粘性流动传质有利于连接相和基体界面的紧密结合;通过对成型方法的研究认为利用ZrO2粉埋烧在薄连接层（连接相料浆固相含量25wt%）微压的情况下两平面之间的对接的效果较好,可通过控制连接相的厚度来有效控制膨胀量,而且有利于连接相气孔的排除,可有效提高连接体的性能。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 第二章 文献综述
• 2.1 陶瓷连接概述
• 2.2 陶瓷坯体的连接
• 2.2.1 陶瓷坯体连接的进展
• 2.2.2 陶瓷坯体连接的机理
• 2.2.3 陶瓷坯体连接的优缺点
• 2.2.4 影响陶瓷连接强度的主要工艺参数
• 2.3 陶瓷烧结体的连接
• 2.3.1 陶瓷钎焊连接
• 2.3.2 陶瓷扩散焊接
• 2.3.3 陶瓷熔焊接
• 2.3.4 蒸发涂膜
• 2.3.5 其他方法
• 2.4 陶瓷的微波连接法
• 2.4.1 微波连接陶瓷的原理
• 2.4.2 微波连接的特点及设备构成
• 2.4.3 陶瓷微波连接的研究进展
• 2.4.4 微波连接技术展望
• 2.5 课题的提出
• 第三章 实验设计与研究方法
• 3.1 实验原料
• 3.2 实验设备
• 3.3 实验流程设计
• 3.4 实验过程
• 3.4.1 石膏模具的制备
• 2的制备'>3.4.2 基体ZrO₂的制备
• 3.4.3 连接相的制备
• 3.4.4 微波烧结制度设计
• 3.5 测试与表征
• 3.5.1 XRD 衍射物相分析
• 3.5.2 SEM 扫描电镜形貌分析
• 3.5.3 EDX 元素分布分析
• 第四章 实验结果与讨论
• 4.1 材料连接机理分析
• 4.2 连接工艺的优化
• 4.2.1 烧结制程对连接效果的影响
• 4.2.2 SiC 对连接效果的影响
• 4.3 实验改进
• 4.4 改进效果分析
• 4.4.1 连接相厚度对连接效果的影响
• 4.4.2 改进的加压方式
• 4.4.3 连接界面结构
• 4.4.4 缺陷分析
• 第五章 结论
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢