非金属材料的焊接

第1 篇有机材料的焊接

第1 章工程塑料的焊接 1

1.1工程塑料的分类 1

1.1.1热塑性工程塑料 1

1.1.2 热固性工程塑料 5

1.2工程塑料的焊接方法、工艺及举例 5

1.2.1工程塑料的焊接方法 5

1.2.2 工程塑料的焊接工艺 5

1.2.3 工程塑料的焊接举例 15

参考文献 21

第2 章树脂基增强复合材料的焊接 22

2.1树脂基增强复合材料的分类、性能及应用 22

2.1.1树脂基增强复合材料的分类 22

2.1.2树脂基增强复合材料的性能及应用 23

2.2树脂基增强复合材料的焊接 26

2.2.1树脂基增强复合材料的焊接性 26

2.2.2树脂基增强复合材料的焊接 26

2.2.3树脂基增强复合材料之间的胶接 28

参考文献 36



第2 篇碳材料的焊接

第3 章金刚石的焊接 37

3.1金刚石的性能及焊接性 37

3.1.1金刚石的性能 37

3.1.2金刚石的焊接性 37

3.1.3金刚石焊接性的改善 41

3.2胎体材料 48

3.2.1烧结胎体材料 48

3.2.2胎体材料的预合金化 49

3.2.3金刚石胎体材料的预合金粉末 49

3.3金刚石与胎体材料的结合 56

3.3.1金刚石与胎体的结合形式 56

3.3.2金刚石表面形成金属碳化物 57

3.3.3胎体材料与金刚石的界面反应 63

3.4金刚石的焊接 65

3.4.1金刚石的钎焊 65

3.4.2采用熔射法焊接金刚石 68

3.5金刚石与硬质合金的焊接 68

3.5.1采用Co-Si合金焊接金刚石与硬质合金 68

3.5.2采用Ag-Cu-Ti合金焊接金刚石与硬质合金 69

3.6金刚石与钢的焊接 69

3.6.1金刚石与钢的盐浴焊 69

3.6.2金刚石与钢的激光焊 70

3.7金刚石刀具的激光焊接 70

3.7.1激光焊接金刚石锯片刀头制作 71

3.7.2金刚石刀具激光焊接的过渡层 71

3.7.3金刚石刀具激光焊接的基体材料 74

3.7.4金刚石刀具激光焊接工艺 75

3.7.5焊缝金属组织和性能 78

3.7.6金刚石刀具激光焊接接头的焊接缺陷 80

3.8金刚石与金属基体的钎焊 83

3.8.1金刚石与金属基体的钎焊机理 83

3.8.2切割石材金刚石锯的钎焊 84

参考文献 85

第4 章石墨的焊接 87

4.1石墨的结构与性能 87

4.1.1石墨的结构 87

4.1.2石墨的性能 87

4.1.3对石墨表面进行钛金属化改善其焊接性 89

4.2石墨的胶接 91

4.2.1胶接工艺概述 91

4.2.2石墨胶接的机理 92

4.2.3石墨的高温胶接 94

4.3石墨的钎焊 101

4.3.1石墨钎焊的机理 101

4.3.2石墨之间的钎焊 101

4.4石墨与金属的钎焊 106

4.4.1钎料的选择 106

4.4.2石墨与钼的钎焊 106

4.4.3石墨与钛及其合金的钎焊 106

4.5石墨与铜及黄铜的钎焊 108

4.5.1以钛或者银-铜-钛作为钎料钎焊石墨与铜 108

4.5.2采用钛基非晶体钎料钎焊高强石墨和铜 108

4.5.3石墨与黄铜的软钎焊 110

4.6石墨与钼的焊接 111

4.6.1石墨与钼的扩散焊 111

4.6.2石墨与钼的瞬间液相扩散焊 114

4.6.3石墨与钼合金的钎焊 117

4.7石墨与其它材料的焊接 118

4.7.1石墨与其它金属的钎焊 118

4.7.2石墨与金属的扩散焊 118

4.7.3石墨与SiC 陶瓷的钎焊 121

参考文献 123

第5 章碳/碳复合材料的焊接 125

5.1碳/碳复合材料的分类、性能及应用 125

5.1.1碳/碳复合材料的分类 125

5.1.2碳/碳复合材料的性能及应用 125

5.2碳/碳复合材料的扩散焊 126

5.2.1使两个被焊焊件之间生成石墨来焊接碳/碳复合材料126

5.2.2使两个被焊焊件之间生成碳化物来焊接碳/碳复合材料127

5.2.3用玻璃作为中间层来焊接碳/碳复合材料 131

5.2.4采用酚醛树脂焊接碳/碳复合材料 131

5.3碳/碳复合材料与其它材料的异种材料扩散焊 134

5.3.1碳/碳复合材料与镍基高温合金的扩散焊 134

5.3.2碳/碳复合材料与铌的瞬时液相扩散焊 135

5.3.3碳/碳复合材料与LAS 玻璃陶瓷的扩散焊接 135

5.4碳/碳复合材料的钎焊 137

5.4.1碳/碳复合材料之间的钎焊 137

5.4.2碳/碳复合材料与铜的钎焊 144

5.4.3碳/碳复合材料与钛的钎焊 146

5.5碳/碳复合材料的胶接 148

5.5.1碳/碳复合材料之间的胶接 148

5.5.2碳/碳复合材料与铜的胶接 148

5.5.3碳/碳复合材料与铝的胶接 149

5.5.4碳/碳复合材料与钛的胶接 149

5.6碳/碳复合材料与金属的热压焊 149

参考文献 149



第3 篇陶瓷材料的焊接

第6 章陶瓷材料的性能和焊接方法 151

6.1陶瓷材料的种类 151

6.1.1按陶瓷组成物分类 151

6.1.2按陶瓷结晶组织分类 151

6.1.3按陶瓷形态分类 151

6.2陶瓷材料的基本性能 152

6.2.1陶瓷材料的物理性能 152

6.2.2陶瓷材料的热物理和力学性能 154

6.2.3陶瓷材料性能的改善 160

6.2.4陶瓷基增强复合材料的分类、性能及应用 163

6.3陶瓷材料的焊接性 166

6.3.1陶瓷与陶瓷及金属与陶瓷之间焊接的问题 166

6.3.2陶瓷与陶瓷及金属与陶瓷之间焊接性的改善 168

6.4陶瓷材料适用的焊接方法 194

6.4.1钎焊 194

6.4.2扩散焊 197

6.4.3高能束焊 198

6.4.4摩擦焊 198

6.4.5超声波焊 198

6.4.6其它焊接方法 199

6.5陶瓷与陶瓷及金属与陶瓷之间的钎焊 199

6.5.1陶瓷与陶瓷及金属与陶瓷之间钎焊存在的问题和解决的措施 199

6.5.2陶瓷与陶瓷及金属与陶瓷之间钎焊的钎料 203

6.5.3陶瓷与陶瓷及金属与陶瓷之间钎焊工艺 204

6.5.4表面状态及钎焊工艺对钎焊接头强度的影响 205

6.6陶瓷与陶瓷及金属与陶瓷之间的扩散焊 206

6.6.1金属与陶瓷扩散焊的中间层 206

6.6.2金属与陶瓷真空扩散焊焊接接头的界面反应 209

6.6.3影响固相扩散焊质量的因素 211

6.6.4固相扩散焊的焊接参数及接头性能 214

6.7陶瓷与陶瓷及金属与陶瓷之间的过渡液相焊接 218

6.7.1局部过渡液相焊接的机理 219

6.7.2中间层材料的选择 220

6.7.3中间层材料的设计 220

6.7.4多层复合中间层的应用 221

6.7.5以Al作为中间层用过渡液相扩散法焊接SiC 陶瓷 222

6.8金属与陶瓷材料的摩擦焊 223

6.9用超塑性陶瓷作中间层焊接陶瓷 224

6.9.1超塑性陶瓷作中间层焊接陶瓷的特性 224

6.9.2焊接机理 225

6.9.3用超塑性陶瓷作中间层的Al2O3 的HIP 陶瓷的焊接 225

6.9.4残余应力 227

6.9.5其它采用陶瓷材料作为中间层焊接陶瓷的技术 227

6.10在半熔化的材料中加压溶浸进行金属与陶瓷的连接 228

6.10.1加压溶浸制备复合材料 228

6.10.2半熔化金属加工 228

参考文献 230

第7 章同种陶瓷之间的焊接 232

7.1氧化物陶瓷之间的焊接 232

7.1.1Al2O3陶瓷之间的焊接 232

7.1.2SiO2陶瓷之间的焊接 236

7.2其它陶瓷的焊接 253

7.2.1碳化物陶瓷的焊接 253

7.2.2氮化物陶瓷的焊接 263

参考文献 289

第8 章陶瓷与金属的焊接 291

8.1Al2O3陶瓷与金属的焊接 291

8.1.1Al2O3陶瓷与Fe及其合金的焊接 292

8.1.2Al2O3陶瓷与Al及其合金的焊接 303

8.1.3Al2O3陶瓷与Cu的焊接 309

8.1.4Al2O3陶瓷与Ni及其合金的焊接 314

8.1.5Al2O3陶瓷与Ti及其合金的焊接 315

8.1.6Al2O3陶瓷与高熔点金属之间的焊接 318

8.2ZrO2 陶瓷与金属的焊接 321

8.2.1ZrO2的显微组织 321

8.2.2ZrO2陶瓷与钢铁的钎焊 324

8.2.3ZrO2陶瓷材料与镍合金的焊接 327

8.2.4ZrO2陶瓷与钛的焊接 329

8.3二氧化硅陶瓷与金属的焊接 330

8.3.1玻璃与金属的阳极焊接 330

8.3.2石英玻璃与钨的焊接 331

8.3.3石英玻璃与可伐合金的焊接 331

8.3.4石英玻璃与铜的焊接 332

8.3.5二氧化硅玻璃与钛合金的焊接 332

8.3.6二氧化硅玻璃与铝和铜的扩散焊 335

8.3.7硅铝玻璃与金属的真空扩散焊 336

8.3.8硅硼玻璃与可伐合金的真空扩散焊 337

8.3.9日用陶瓷与不锈钢的钎焊 337

8.4碳化物陶瓷与金属的焊接 339

8.4.1SiC陶瓷与钛合金的钎焊 339

8.4.2SiC陶瓷与Fe基合金的焊接 341

8.4.3SiC陶瓷与Cu的摩擦焊 342

8.4.4SiC陶瓷与Ni及其合金的焊接 344

8.4.5SiC陶瓷与高熔点材料（Ta、Mo、Nb）的焊接 345

8.4.6SiC陶瓷与贵金属Pt 的焊接 347

8.4.7TiC金属陶瓷与铁合金的焊接 347

8.5Si3N4陶瓷与金属的焊接 350

8.5.1Si3N4陶瓷与金属的钎焊 350

8.5.2Si3N4陶瓷与铝的扩散焊 352

8.5.3Si3N4陶瓷与钢的焊接 353

8.5.4Si3N4陶瓷与镍基合金的焊接 365

8.5.5Si3N4陶瓷与高温金属（W、Mo、Nb、Ta）的焊接 370

参考文献 373

第9 章不同陶瓷材料之间的焊接 376

9.1ZrO2陶瓷与Al2O3陶瓷的焊接 376

9.1.1以Au为中间层的ZrO2陶瓷与Al2O3陶瓷的焊接 376

9.1.2ZrO2陶瓷与Al2O3陶瓷的空气中钎焊 376

9.2SiC陶瓷与TiAl合金的焊接 378

9.2.1SiC陶瓷与TiAl合金的真空钎焊 378

9.2.2SiC陶瓷与TiAl合金的扩散焊 378

参考文献 379

第10 章陶瓷基增强复合材料的焊接 380

10.1陶瓷基增强复合材料的分类、性能及应用 380

10.1.1陶瓷基增强复合材料的分类 380

10.1.2陶瓷基增强复合材料的性能及应用 381

10.2陶瓷基增强复合材料的焊接性 383

10.2.1陶瓷基增强复合材料焊接的难点和改善措施 383

10.2.2陶瓷基增强复合材料自身的焊接性 383

10.2.3陶瓷基增强复合材料与金属的焊接性 384

10.3陶瓷基增强复合材料的焊接 384

10.3.1陶瓷基增强复合材料的钎焊 387

10.3.2陶瓷基增强复合材料的扩散焊 392

10.3.3陶瓷基增强复合材料的电子束焊 394

10.3.4陶瓷基增强复合材料的胶接 395

10.3.5陶瓷基增强复合材料的其它焊接方法 396

10.4碳/碳化硅增强陶瓷基复合材料的焊接 397

10.4.1Cf/SiC增强陶瓷基复合材料的钎焊 397

10.4.2碳/碳化硅复合材料的液相渗透焊接 399

10.4.3碳/碳化硅复合材料与金属的焊接 402

10.5石英纤维复合材料的焊接 405

10.5.1化学镀镍QFSC表面改性石英纤维复合材料与因瓦（Invar）合金的真空钎焊 405

10.5.2石英纤维增强氧化硅基复合材料与因瓦（Invar）合金的胶接辅助真空钎焊 407

参考文献 408