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利用SHS法合成的TIC金屬陶瓷不但具有較高的硬度、耐磨性，而且由于其含有40%的金屬Ni，因此也具有一定的韌性和強(qiáng)度。若能把這種材料應(yīng)用到汽車挺柱上，不僅可以發(fā)揮陶瓷的耐磨性，還能保持金屬的塑韌性，因此這種陶瓷挺柱會(huì)有很廣闊的應(yīng)用前景。
從現(xiàn)有的有限元分析文獻(xiàn)資料來看，陶瓷有很多種連接方法如釬焊和微波連接。其中釬焊方法已成為陶瓷與金屬連接的主要方法之一，本文選用耐高溫的NICsrBi釬料釬焊連接Tic陶瓷與鑄鐵。
本試驗(yàn)使用的材料分別為自蔓延高溫合成的TIC-40Ni陶瓷和普通鑄鐵，其中陶瓷的組織形貌見圖1，鑄鐵和釬料NICsrBi的具體元素含量分別見表1和表2。為便于試驗(yàn)，在焊接前分別將TIC陶瓷切割成長(zhǎng)40mm、寬10mm、高5mm的試片；將鑄鐵切割成長(zhǎng)30mm、寬10mm、高4mm的試片。
本試驗(yàn)采用從美國(guó)引進(jìn)的輻射加熱真空擴(kuò)散焊機(jī)進(jìn)行釬焊連接，該設(shè)備的工作室真空度可達(dá)lxlo-60Trr；采用電子掃描顯微鏡(sEM，s-570)對(duì)接頭界面形貌進(jìn)行觀察，并對(duì)局部區(qū)域進(jìn)面組織和結(jié)構(gòu)。利用電子萬能試驗(yàn)機(jī)(NISTRON行能譜分析，從而判定是否有金屬間化合物和固MODEL1186)進(jìn)行剪切試驗(yàn)，從而獲得接頭的剪溶體生成。使用X射線衍射儀(XRD，JDx強(qiáng)度3530M)判定接頭的反應(yīng)產(chǎn)物。
采用NicrsiB釬料對(duì)Tic陶瓷與鑄鐵在連接溫度為1373K，保溫10 min的條件下進(jìn)行釬焊連接。圖2為TIC陶瓷/NICsrBi/鑄鐵接頭的掃描照片，其中(a)為TIC陶瓷/NICsriB界面，(b)為NICsriB/鑄鐵界面。從(a)中可以看出：釬料在界面處與陶瓷結(jié)合良好，在界面處有一層凸起塊狀物形成，為便于分析把它定為A區(qū)；在釬料與鑄鐵的界面處也有一層小的凸起塊狀物形成，把它定為C區(qū)；為了便于分析，把未形成凸起塊狀物的區(qū)域稱為B區(qū)。
為了確定圖2中A、B和C區(qū)的元素組成，對(duì)A、B和C區(qū)進(jìn)行了能譜分析，具體的分析結(jié)果參見表3。從表3中可見：釬料中的A區(qū)主要由Ti元素組成，因此在A區(qū)中可能含有Ti的化合物或固溶體；而B區(qū)主要由Ni和F。兩種元素組成，說明母材中的Ni和F。發(fā)生了一定規(guī)模的擴(kuò)散，并在B區(qū)處形成了化合物或固溶體；C區(qū)也主要由Ti元素組成，說明C區(qū)也可能有Ti的化合物或固溶體。特別是:在表3中C區(qū)和A區(qū)的能譜分析結(jié)果相似，因此C區(qū)和A區(qū)的反應(yīng)產(chǎn)物有可能相。
為了進(jìn)一步確定焊后的反應(yīng)產(chǎn)物，對(duì)連接溫度1373K、保溫的TIC陶瓷/NICsriB/鑄鐵接頭鑄鐵側(cè)的斷口進(jìn)行了X射線衍射試驗(yàn)，衍射結(jié)果見圖3。由衍射結(jié)果可知：反應(yīng)產(chǎn)物主要是由Ni(5.5)、TIC和[Ni，F(xiàn)e]組成。由能譜分析和X射線衍射結(jié)果可得到以下結(jié)論：在連接溫度和時(shí)間一定的條件下，由于TIC陶瓷含有大量的Tic，其在反應(yīng)過程中發(fā)生一定規(guī)模的擴(kuò)散，因此在界面處有大量的凸起塊狀TIC存在。
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