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S_3iN_4/Ni/TiAl扩散连接接头界面结构及性能

曹健  宋晓国  王义峰  冯吉才  
【摘要】:采用厚度为80μm的镍中间层实现了Si3N4陶瓷和TiAl合金的扩散连接.采用扫描电镜(SEM),能谱检测(EDS)等分析方法确定了TiAl/Ni/Si3N4扩散焊接头的典型界面结构为TiAl/Al5Ni2Ti3/AlNi2Ti/Ni3(Ti,Al)/Ni(s,s)+Ni3Si/Si3N4.重点分析了连接温度对接头界面结构及力学性能的影响规律.结果表明,随着温度的升高,TiAl/Ni界面处元素互扩散速率逐渐加快,导致各化合物层厚度增加.同时,Si3N4与镍的反应加快致使在Si3N4/Ni界面处出现孔洞;连接温度过高时,易在该孔洞区产生裂纹.当连接温度1 000℃,保温时间2 h时接头抗剪强度达到最大为104.2 MPa.压剪过程中,裂纹起裂于SiN/Ni界面处,随后向SiN侧扩展并最终断裂于陶瓷母材.

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