题目：新型铝合金热管低温扩散钎焊技术研究

 

目前航天器热控系统的大功率高热流密度特点对传热界面的装配连接提出了更高的要求，当前胶接界面存在传热效率低、使用寿命短、可靠性差等缺点，采用金属键连接方法能够解决上述缺点，大幅提高界面传热效果。本文采用低温扩散钎焊的方法，对铝合金热管装配低温连接技术进行研究。通过低温扩散钎焊装配的铝合金热管界面导热能力大大提高，能够解决界面传热技术对我国航天器高性能、大功率、集成化发展的制约。

针对我国新型环路热管的技术特点，低温连接的技术要求为：连接温度不高于90°C，连接接头能在150°C热冲击条件下不失效，且接头导热系数要达到10000W/(m2K)。本课题研制出了应用于铝合金热管低温装配的低温扩散钎焊技术，其工艺过程如下：对铝合金工件进行前期的表面镀膜处理（电镀铜和热喷涂铜），研制了应用于低温扩散钎焊连接的镓铜粉混合物中间层，选取合理的工艺参数，开展铝合金低温扩散钎焊连接工艺试验。分析讨论了表面镀层、连接温度、等温时间对界面微观组织和成分的影响，并对其连接过程进行了探讨。结果显示：表面处理采用热喷涂铜（100μm）层，中间层材料采用Ga60-Cu40、扩散连接温度80°C以上、保温10h以上、一定连接压力的工艺条件下得到了良好的铝合金低温扩散钎焊接头。

对铝合金低温扩散接头进行组织观察和成分分析，发现接头中间层中镓铜相互扩散形成扩散层，中间扩散层主要成分为CuGa2金属化合物和弥散分布的未扩散完全的铜粉。接头显微组织致密且与镀层界面结合良好；随着连接温度的升高、等温时间的延长，中间层组织趋于致密、孔洞减少、成分分布均匀、铜镓相互扩散更加充分。

对接头导热系数进行测试，接头导热系数超过10000 W/(m2K)，对接头进行耐温测试，测试结果显示在250°C条件下，接头没有发生重熔，满足课题要求。

本文的研究将为新一代热管在航天器热控系统上的使用提供可靠的装配连接技术，对我国独立自主的发展航天事业具有深远的意义。