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第1章 概述1

1.1 先进材料的分类和性能特点1

1.1.1 先进材料的分类1

1.1.2 先进材料的性能特点2

1.2 先进材料的应用及发展前景7

1.2.1 先进陶瓷7

1.2.2 金属间化合物8

1.2.3 叠层材料9

1.2.4 复合材料10

1.2.5 功能材料11

参考文献12

第2章 先进陶瓷材料的焊接13

2.1 陶瓷材料的性能特点及连接问题13

2.1.1 结构陶瓷的性能特点14

2.1.2 陶瓷与金属连接的基本要求22

2.1.3 陶瓷与金属连接存在的问题22

2.1.4 陶瓷与金属的连接方法24

2.2 陶瓷材料的焊接性分析28

2.2.1 焊接应力和裂纹28

2.2.2 界面反应及界面形成过程33

2.2.3 扩散界面的结合强度40

2.3 陶瓷与金属的钎焊连接45

2.3.1 陶瓷与金属钎焊连接的特点45

2.3.2 陶瓷与金属的表面金属化法钎焊46

2.3.3 陶瓷与金属的活性金属化法钎焊50

2.3.4 陶瓷与金属钎焊的示例53

2.4 陶瓷与金属的扩散连接56

2.4.1 陶瓷与金属扩散连接的特点56

2.4.2 扩散连接的工艺参数57

2.4.3 Al2O3复合陶瓷/金属扩散界面特征66

2.4.4 SiC/Ti/SiC陶瓷的扩散连接73

2.5 陶瓷与金属的电子束焊接75

2.5.1 陶瓷与金属电子束焊的特点75

2.5.2 陶瓷与金属电子束焊的工艺过程76

2.5.3 陶瓷与金属电子束焊示例77

参考文献78

第3章 复合陶瓷与钢的扩散连接80

3.1 复合陶瓷与钢的扩散连接工艺80

3.1.1 Al2O3-TiC复合陶瓷的基本性能80

3.1.2 复合陶瓷与钢扩散连接的工艺特点81

3.1.3 扩散接头试样制备及测试方法84

3.2 Al2O3-TiC复合陶瓷与Q235钢的扩散连接86

3.2.1 Al2O3-TiC/Q235钢扩散连接的界面特征和显微硬度87

3.2.2 Al2O3-TiC/Q235钢扩散连接界面的剪切强度89

3.2.3 Al2O3-TiC/Q235钢扩散连接的显微组织91

3.2.4 界面过渡区析出相分析94

3.2.5 工艺参数对Al2 O3-TiC/Q235钢扩散界面组织的影响96

3.3 Al2O3-TiC复合陶瓷与18-8奥氏体钢的扩散连接99

3.3.1 Al2O3-TiC/18-8钢扩散连接的界面特征和显微硬度99

3.3.2 Al2O3-TiC/18-8钢扩散连接界面的剪切强度101

3.3.3 Al2O3-TiC/18-8钢扩散连接的显微组织103

3.3.4 界面过渡区析出相分析106

3.3.5 工艺参数对Al2 O3-TiC/18-8钢扩散界面组织的影响108

3.4 Al2O3-TiC复合陶瓷与W 18Cr4V高速钢的扩散连接110

3.4.1 扩散工艺特点及试样制备110

3.4.2 Al2O3-TiC/W18Cr4V钢扩散连接的界面特征112

3.4.3 Al2O3-TiC/W18Cr4V扩散连接界面的剪切强度113

3.4.4 工艺参数对界面过渡区组织的影响114

3.4.5 Al2O3-TiC/W18Cr4V扩散界面裂纹扩展及断裂特征116

参考文献124

第4章 镍铝及钛铝金属间化合物的连接125

4.1 金属间化合物的发展及特性125

4.1.1 结构用金属间化合物的发展125

4.1.2 金属间化合物的基本特性126

4.1.3 三种有发展前景的金属间化合物127

4.1.4 Ni-Al、Ti-Al系金属间化合物的超塑性135

4.2 Ni-Al金属间化合物的焊接137

4.2.1 NiAl合金的扩散连接137

4.2.2 Ni3Al合金的熔焊141

4.2.3 Ni3Al与碳钢（或不锈钢）的扩散焊143

4.2.4 Ni3Al基IC10合金的扩散连接和真空钎焊147

4.3 Ti-Al金属间化合物的焊接150

4.3.1 Ti-Al金属间化合物的焊接特点151

4.3.2 Ti-Al金属间化合物的电弧焊154

4.3.3 Ti-Al金属间化合物的电子束焊155

4.3.4 TiAl和Ti3Al合金的扩散焊159

4.3.5 TiAl异种材料的扩散焊162

参考文献166

第5章 铁铝金属间化合物的连接168

5.1 铁铝金属间化合物及焊接性168

5.1.1 铁铝金属间化合物的特点168

5.1.2 铁铝金属间化合物的焊接性特点172

5.1.3 Fe3Al焊接接头区的裂纹问题173

5.2 Fe3A与钢（Q235、 18-8钢）的填丝钨极氩弧焊174

5.2.1 Fe3Al与钢的钨极氩弧焊工艺特点174

5.2.2 Fe3Al/钢填丝GTAW接头区的组织特征177

5.2.3 Fe3Al/钢填丝GTAW接头区的显微硬度186

5.2.4 Fe3 Al/钢GTAW接头的剪切强度及断口形态189

5.3 Fe3Al与钢（Q235、 18-8钢）的真空扩散连接195

5.3.1 Fe3Al/钢真空扩散连接的工艺特点196

5.3.2 Fe3 Al/钢扩散焊界面的剪切强度198

5.3.3 Fe3Al/钢扩散焊界面的显微组织特征201

5.3.4 Fe3Al/钢扩散焊接头的显微硬度206

5.3.5 界面附近的元素扩散及过渡区宽度209

5.3.6 工艺参数对扩散焊界面特征的影响213

5.4 Fe3Al金属间化合物的其他焊接方法218

5.4.1 Fe3Al金属间化合物的电子束焊218

5.4.2 Fe3Al的焊条电弧焊219

5.4.3 Fe3 Al氩弧堆焊工艺及特点221

参考文献222

第6章 叠层材料的焊接224

6.1 叠层材料的特点及焊接性224

6.1.1 叠层材料的特点224

6.1.2 叠层材料的焊接性分析228

6.1.3 叠层材料的焊接研究现状232

6.2 叠层材料的填丝钨极氩弧焊235

6.2.1 叠层材料填丝GTAW的工艺特点235

6.2.2 叠层材料焊接区的熔合状态237

6.2.3 叠层材料与18-8钢焊接区的组织性能244

6.3 叠层材料的扩散钎焊247

6.3.1 叠层材料扩散钎焊的工艺特点247

6.3.2 叠层材料与18-8钢扩散钎焊的界面状态252

6.3.3 叠层材料/18-8钢扩散钎焊接头的显微硬度258

6.3.4 叠层材料/18-8钢扩散钎焊接头的剪切强度262

参考文献264

第7章 先进复合材料的焊接266

7.1 复合材料的分类、特点及性能266

7.1.1 复合材料的分类及特点266

7.1.2 复合材料的增强体271

7.1.3 金属基复合材料的性能特点274

7.2 复合材料的连接性分析280

7.2.1 金属基复合材料的连接性分析280

7.2.2 树脂基复合材料的连接性分析285

7.2.3 C/C复合材料的连接性分析288

7.2.4 陶瓷基复合材料的连接性分析292

7.3 连续纤维增强金属基复合材料的焊接295

7.3.1 连续纤维增强MMC焊接中的问题295

7.3.2 连续纤维增强MMC接头设计296

7.3.3 纤维增强MMC的焊接工艺特点297

7.4 非连续增强金属基复合材料的焊接306

7.4.1 非连续增强MMC焊接中的问题306

7.4.2 非连续增强MMC的焊接工艺特点307

参考文献315

第8章 功能材料的连接316

8.1 超导材料与金属的连接316

8.1.1 超导材料的性能特点及应用316

8.1.2 超导材料的连接方法318

8.1.3 超导材料的连接工艺特点321

8.1.4 氧化物陶瓷超导材料的焊接322

8.2 形状记忆合金与金属的连接331

8.2.1 形状记忆合金的特点及应用331

8.2.2 形状记忆合金的焊接进展338

8.2.3 TiNi形状记忆合金的电阻钎焊345

8.2.4 TiNi合金与不锈钢的过渡液相扩散焊349

参考文献352