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第一部分 钎焊基础 1

第1章 钎焊中的润湿过程 1

1.1引言 1

1.2液态金属和氧化物对固体母材的润湿 2

1.2.1非反应润湿 2

1.2.2反应润湿 5

1.3润湿与钎焊：总则 6

1.3.1毛细钎焊 6

1.3.2夹层钎焊 9

1.4非反应性钎料及反应性钎料钎焊金属和陶瓷 12

1.4.1 CuAg共晶钎料在不锈钢上的润湿 12

1.4.2熔融金属和熔融硅化物在SiC上的润湿 14

1.4.3反应性CuAgTi合金在氧化铝陶瓷上的润湿 16

1.5结论 18

1.6参考文献 19

第2章 钎焊接头强度和安全裕度 21

2.1引言 21

2.2钎焊接头分析常用失效准则的适用性 22

2.2.1最大正应力准则 22

2.2.2最大切应力和八面体应力准则 22

2.2.3交互作用方程 24

2.2.4 Coulomb-Mohr失效准则 27

2.2.5适用性评估（FFS）方法 27

2.3发展失效评定图（FADs）的另一种方法 28

2.4总结 35

2.5致谢 35

2.6参考文献 35

第3章 钎焊过程中系列现象的模拟 38

3.1引言 38

3.2钎焊系统模拟 39

3.2.1加热区模拟 41

3.2.2连续钎焊炉模拟 42

3.3钎焊结构残余应力的有限元分析 43

3.4微观尺度的钎焊现象模拟 47

3.4.1接头形成模拟 48

3.4.2表面张力驱动流动的模拟 49

3.4.3接头凝固的模拟 51

3.5总结 53

3.6参考文献 53

第二部分 钎焊材料 60

第4章 高温合金及金属间化合物合金（γ-TiAl）的钎焊 60

4.1引言 60

4.2镍基高温合金的钎焊 61

4.2.1高温合金的焊接性 61

4.2.2常规钎焊技术 61

4.2.3高温合金钎焊技术的创新 62

4.3钛铝金属间化合物的钎焊 69

4.3.1钎料 70

4.3.2钎焊温度和保温时间 74

4.4结论 80

4.5发展趋势 81

4.6参考文献 82

第5章 高温钎焊：钎料及工艺 85

5.1引言 85

5.2高温钎焊中的母材特征 86

5.3高温钎焊用钎料 86

5.3.1共晶合金钎料 87

5.3.2固溶体钎料 87

5.3.3新钎料的发展 87

5.3.4钎料形态和预置形式 92

5.3.5有关硼元素的争论 93

5.4耐高温材料的钎焊 94

5.4.1 AISI400系列Fe-Cr基铁素体型不锈钢 94

5.4.2 AISI300系列奥氏体型不锈钢 97

5.4.3高温合金钎焊 101

5.4.4瞬间液相（TLP）连接和钎焊过程中的接头加压 105

5.5接头形成的冶金过程 107

5.6工业应用 109

5.7参考文献 112

第6章 金刚石和立方氮化硼的钎焊 116

6.1引言 116

6.2金刚石和立方氮化硼（CBN）的物理性质 117

6.2.1金刚石 117

6.2.2立方氮化硼 118

6.3金刚石和金属的相互作用 119

6.3.1相互作用的本质 119

6.3.2金刚石和主要的金属及合金的相互作用 120

6.3.3金刚石表面的碳化物形态 122

6.3.4碳化物薄层与金刚石和金属基体的结合情况 125

6.4热处理和钎焊过程中金刚石的石墨化 126

6.5金属及其合金对金刚石的润湿 126

6.6立方氮化硼（CBN）的润湿 127

6.7金刚石钎焊用钎料和钎焊技术 129

6.8金刚石接头的力学性能测试 133

6.9立方氮化硼（CBN）的钎焊 134

6.10钎焊立方氮化硼（CBN）产品 136

6.10.1可转位刀具 136

6.10.2由立方氮化硼或金刚石磨粒制作的磨具 136

6.11结论 138

6.12参考文献 139

第7章 氧化物、碳化物、氮化物陶瓷及陶瓷基复合材料的钎焊 142

7.1引言 142

7.2钎焊陶瓷的困难及其解决措施 142

7.3氧化物陶瓷的钎焊 143

7.4氮化物陶瓷的钎焊 147

7.5碳化物陶瓷的钎焊 150

7.5.1 SiC陶瓷的钎焊 150

7.5.2 C/SiC复合材料的钎焊 152

7.6碳/碳（C/C）复合材料的钎焊 154

7.7结论 159

7.8参考文献 160

第8章 镍-铝、铁-铝和钛-铝金属间化合物的钎焊 162

8.1引言 162

8.2 Ni-Al系金属间化合物的物理性能和钎焊性能 163

8.2.1 Ni-Al系金属间化合物的物理性能 163

8.2.2 Ni-Al系金属间化合物的钎焊 163

8.3 Fe-Al金属间化合物的物理性能和钎焊性能 165

8.3.1 Fe-Al金属间化合物的物理性能 165

8.3.2 Fe-Al金属间化合物的钎焊 165

8.4 Ti-Al金属间化合物的物理性能和钎焊性能 168

8.4.1 Ti-Al金属间化合物的特点 168

8.4.2 Ti-Al金属间化合物的焊接 168

8.5 Ti-Al金属间化合物的钎焊 169

8.5.1采用Ag基钎料钎焊Ti-Al金属间化合物 169

8.5.2采用Al基钎料钎焊Ti-Al金属间化合物 170

8.5.3采用Ti基钎料钎焊Ti-Al金属间化合物 170

8.5.4 Ti-Al金属间化合物与钢的钎焊 172

8.5.5 Ti-Al金属间化合物与陶瓷的钎焊 176

8.5.6 Ti-Al金属间化合物与C/SiC复合材料的钎焊 177

8.5.7 Ti-Al金属间化合物与C/C复合材料的钎焊 178

8.6总结 180

8.7参考文献 180

第9章 铝-铝及铝-钢的钎焊 183

9.1引言 183

9.2活性钎剂钎焊铝及铝合金 184

9.3铝和不锈钢的钎焊 190

9.4使用钎剂电弧钎焊铝与镀锌钢 194

9.5铝的软钎焊 196

9.6结论及发展趋势 201

9.7参考文献 202

第10章 气体保护铝钎焊 206

10.1引言 206

10.2气体保护钎焊（CAB）铝的应用 206

10.3气体保护铝钎焊涉及的材料 209

10.3.1铝合金芯材 209

10.3.2钎料 210

10.3.3钎焊薄板材料 212

10.4氧化物和钎剂 214

10.4.1 CAB钎剂 215

10.4.2钎剂用量和铝合金中的镁 217

10.4.3 CAB钎剂的改性 218

10.5气体保护钎焊（CAB）工艺 220

10.5.1润湿和铺展 220

10.5.2钎焊过程中母材和钎料的相互作用 222

10.5.3 CAB过程中毛细流动的控制 224

10.5.4 CAB过程中力学性能的改善 224

10.6 CAB铝热交换器中的腐蚀 226

10.6.1 CAB热交换器的腐蚀类型 226

10.6.2 CAB热交换器的腐蚀控制 228

10.6.3耐蚀性的测试方法 231

10.7参考文献 232

第11章 先进陶瓷基复合材料与金属的活性钎焊 237

11.1引言 237

11.2异种材料的钎焊 238

11.2.1润湿性 240

11.2.2渗透 243

11.3陶瓷基复合材料的钎焊 244

11.3.1 SiC-SiC复合材料 245

11.3.2 C-C复合材料 251

11.3.3 C-SiC复合材料 255

11.3.4超高温陶瓷复合材料 257

11.3.5其他复合材料 260

11.4小结 262

11.5致谢 262

11.6参考文献 263

第12章 金属与陶瓷的钎焊 268

12.1引言 268

12.2金属和陶瓷的钎焊 269

12.3金属化陶瓷的钎焊 270

12.4金属-陶瓷的活性钎焊 272

12.5影响金属-陶瓷钎焊接头力学性能的因素 274

12.6钎焊工艺的准备和操作 276

12.7金属-陶瓷钎焊接头的检测方法 277

12.8金属-陶瓷活性钎焊接头实例 278

12.9金属-陶瓷接头的感应钎焊 278

12.10结论 285

12.11致谢 286

12.12参考文献 287

第13章 金属和C/C复合材料的钎焊 289

13.1引言 289

13.2 C/C复合材料 289

13.3 C/C复合材料与金属钎焊用钎料 293

13.3.1 C/C复合材料的润湿性 293

13.3.2 C/C复合材料钎焊用钎料 295

13.3.3液态钎料的渗透 298

13.3.4 C/C复合材料的钎焊参数 299

13.4 C/C复合材料的各向异性及其与金属的钎焊 299

13.4.1 2D叠层及纤维取向对钎焊性的影响 299

13.4.2钎焊界面上纤维排列对钎焊接头强度的影响 301

13.5 C/C复合材料和金属的间接钎焊方法 302

13.5.1改善钎料对C/C复合材料润湿性的表面改性技术 302

13.5.2添加中间层方法 303

13.6结论 304

13.7参考文献 305

第三部分 钎焊和钎焊材料应用 308

第14章 切削材料的钎焊 308

14.1引言 308

14.2切削材料 309

14.2.1硬质合金 310

14.2.2带涂层的硬质合金 310

14.2.3陶瓷 311

14.2.4金刚石 311

14.2.5立方氮化硼 312

14.3控制接头质量的主要因素 312

14.3.1润湿 312

14.3.2工艺和设备 315

14.4钎料 320

14.4.1用于硬质合金工具钎焊的钎料 320

14.4.2用于陶瓷钎焊的钎料 321

14.4.3用于金刚石钎焊的钎料 321

14.5焊接接头中的诱导应力 322

14.6研究实例 327

14.6.1硬质合金工具的钎焊 327

14.6.2陶瓷工具的钎焊 330

14.6.3金刚石工具的钎焊 333

14.7结论和未来发展趋势 334

14.8参考文献 336

第15章 钎涂技术 341

15.1引言 341

15.2钎涂的基本知识 341

15.2.1冶金方面的考虑 342

15.2.2孔隙率和堆积密度 343

15.2.3强度性能 344

15.3钎涂的分类 345

15.3.1分段包覆 345

15.3.2研磨表面 347

15.3.3钎焊在表面修复中的应用 348

15.3.4聚合物黏结带在磨损防护中的应用 350

15.3.5浆料浸透钎焊的应用 352

15.3.6悬浮液喷涂 353

15.4功能涂层 354

15.5结论 355

15.6参考文献 355

第16章 电子封装及其结构应用中的金属-非金属钎焊 357

16.1引言 357

16.2钎焊设计和详细说明 358

16.2.1钎焊的功能要求 358

16.2.2钎焊材料的选择 359

16.2.3金属母材的选择 359

16.2.4非金属母材的选择 360

16.2.5钎料的选择 360

16.2.6钎焊接头设计 360

16.2.7钎焊装配和固定 361

16.2.8钎焊设计的一条捷径 362

16.3金属化方案 362

16.3.1 Mo-Mn金属化 362

16.3.2薄膜金属化 363

16.4钎焊方法的选择 363

16.4.1传统钎焊 363

16.4.2活性钎焊 364

16.4.3直接钎焊 364

16.4.4钎焊方法的选择 365

16.5完成钎焊操作 365

16.6焊件测试 366

16.7所选材料组合的测试结果及其分析 367

16.8发展趋势 372

16.9最新的信息资源和建议 373

16.10参考文献 373

第17章 玻璃和玻璃-陶瓷钎料的高温应用 376

17.1引言 376

17.2固体氧化物燃料电池中的玻璃及玻璃-陶瓷钎料 376

17.2.1陶瓷电解质/金属连接体接头特征 379

17.2.2接头性能测试 381

17.2.3固体氧化物燃料电池工作环境下的Crofer22APU/封接玻璃-陶瓷/阳极支承体接头测试 382

17.2.4未来趋势 383

17.3玻璃或玻璃-陶瓷做钎料钎焊SiC基材料 383

17.3.1玻璃和玻璃-陶瓷焊接SiC基材料在核工业领域中的应用 384

17.3.2接头的抗剪性能测试 385

17.3.3未来趋势 386

17.4参考文献 387

第18章 饮用水管道和其他配件钎焊用镍基钎料 391

18.1引言：耐蚀钎料的应用 391

18.2饮用水装置的材料及其部件 392

18.3现行饮用水规定及标准 395

18.4测试装置和样品 396

18.5测试结果 399

18.5.1参数A和参数B的测定（参照DIN 50930-6） 399

18.5.2不同试验阶段止流时间的镍离子浓度 399

18.5.3镍基钎料：NI105、NI107和Ni60CrPSi 400

18.6结论 404

18.7参考文献 404

第19章 铝的无钎剂钎焊 407

19.1引言 407

19.2无钎剂钎焊的定义 408

19.3气体保护钎焊工艺的局限性 408

19.4无钎剂钎焊涉及的化学和冶金原理 409

19.4.1金属键 409

19.4.2铝的表面化学反应 410

19.4.3钎焊过程中的氧化膜改性及相转变 410

19.5无钎剂钎焊工艺 411

19.5.1表面改性体系 412

19.5.2钎料改性体系 413

19.5.3钎料-钎剂复合材料 414

19.6结论 418

19.7参考文献 419

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