二硼化钛（TiB₂）具有熔点高、硬度大、耐腐蚀性和抗氧化性好，强度高，耐磨性好等优点，同时还具有良好的导热性和导电性，从而使其在高温结构材料、耐磨、耐蚀材料以及电气材料等领域有着广阔的应用前景。但由于TiB₂陶瓷固有的脆性，使其要满足特殊严酷条件下的应用还有相当大的困难。用焊接方法将TiB₂陶瓷和金属连接在一起制成耐高温、抗腐蚀的结构陶瓷，在航天航空、装甲材料中具有广泛的应用前景，引起了人们的极大研究兴趣。但由于TiB₂陶瓷的强共价键性、高熔点和化学惰性，使传统的陶瓷-金属焊接工艺如扩散焊、熔融焊和钎焊，都很难用于TiB₂-金属连接制备TiB₂陶瓷-金属结构材料，而SHS技术利用燃烧反应放出的热量，可使陶瓷与金属的表面出现局部高温，有利于接触而的扩散，从而使陶瓷与金属连接在一起，制备出具有陶瓷与金属综合性能的工程结构材料。 本论文采用SHS反应焊接技术对TiB₂／Fe和TiB₂／Mo的焊接进行了研究，提出了焊料的选择原则，并分别选用Ti+B+Fe和Ti+B+Mo作为两体系的中间反应层。对两体系的界面结合情况进行了显微观察和残余应力分析，对TiB₂／Mo体系的抗弯强度和抗剪切强度进行了测量。 TiB₂／Fe体系，焊接中间SHS反应层采用Ti+B+60wt％Fe和Ti+B+80wt％Fe两种组分，焊接温度为1000℃，焊接压力为30GPa。XRD物相分析结果得出，中间层Fe含量为60wt％时，SHS反应产物为TiB₂，中间层Fe含量为80wt％时，则为TiB₂和TiB。电子探针对焊接件进行点、线和面分析，其结果表明，在焊接界面处元素进行了互扩散，使界面处存在有一定厚度的过渡层，从而使TiB₂陶瓷与金属Fe焊接在一起。界面处进行元素定量分析表明，中间层Fe含量为80wt％的界面结合较中间层Fe含量为60wt％的好。温度对界面结合会产生一定的影响，在800℃，900℃和1000℃三个不同焊接温度下，中间层随温度的升高存在状态由固态变为液态，液相的出现有利于界面结合。因TiB₂陶瓷与金属Fe的热膨胀系数、杨氏模量等性能上存在一些差异，使焊接时极易在焊接界面处产生残余应力，使接合体的结合强度降低。X射线衍射残余应力分析表明，在金属Fe基体中，残余应力为张应力，在距界面一定距离处先逐渐增大，达 武汉理卜人＞硕十学位论文 到其最大张应力为206 MP。，随后义逐渐减小。 T旧。／＊。体系，焊接中问层SNS 反应层采用 n＋＊口0＊m＊。、 Ti＋B＋40Wt％MO、Ti＋B＋60Wt％MO和 Ti＋B＋80Wt％MO四种组分。XRD物 相分析结果得出，中 ’dJ反应层经 SllS反应后生成物主要为 TIBZ和 MOB， 当＊。含量为M＊I％和80＊IO／0时，将有M。单质剩余。电子探针分析结果 表明，不论中间层MO含量为多少，在焊接界面处均存在一定厚度的过渡 层，接合处有元素的互扩散发生，在 1500C温度和 30GPa压力下均可将 T旧。陶瓷与金属MO焊接在一起。显微硬度分析表明，中间层的硬度介于 金属＊。与n以陶瓷之间，从金属＊0层至T旧。陶瓷层，其硬度值逐渐增？大。X射线衍射残余应力测量结果得出，在距中；司层／金属Mo层1．Zmm 处残余应力达最大值，其最大张应力值为 180到－200 MPa，在其它距离处 的残余应力值均小于该值。 温度对焊接件的性能有很大的影响，对T旧。陶瓷／金属M。体系的四 种不同中间反应层组分分别采用 1500”C，1550℃和 1600℃进行了焊接， 并对其焊接件的抗弯强度和抗剪切强度进行了测试。结果表明在相同中间 层组分下，在相同中间层组分下，不同温度对应着不同的抗弯强度值；在 相同温度下，中问层组分对焊接性能也有一定的影响，随中间层中＊。含 量的增加抗弯强度值均增加；焊接温度为1500℃和中间层M。含量为 80＊以时达抗弯强度达最大值。温度对抗剪切强度也有一定的影响，在 1H0℃时，剪切强度随中问层＊。含量的增加而增加；而焊接温度为1500 ℃和1“0℃时，剪切强度在中问层＊。含量为叩＊以时达最大值；焊接温 度为1”0℃和中问层＊。含量为物、八％时，抗剪切强度达最大值。