题目：用功能梯度材料连接SiC基材料与Ni基高温合金及相关润湿性研究

Ni基高温合金是制造航空发动机的主要高温金属结构材料，C/C-SiC复合材料是航空航天领域最有希望的高温结构材料。然而，如何将C/C-SiC复合材料与Ni基高温合金有效的连接到一起是二者同时应用的关键所在。为此，本文利用扩散焊的方法，采用梯度材料焊料，成功的实现了C/C-SiC复合材料与Ni基高温合金的连接。润湿性是陶瓷与金属异种材料连接的一个重要影响因素。本文研究了SiC/(Ni-58Ti)-xSi体系的润湿性，主要研究了Si含量、实验温度及保温时间等参数对SiC/(Ni-58Ti)-xSi体系润湿性的影响，结果发现，润湿角随保温时间的延长而变小；当Si含量在35%到58%的范围内变动时，随着Si含量的增大，体系的润湿角先减小后增大，当Si含量为40%时，体系的润湿角达到极小值，其数值为6°；当Si含量为58%时，体系的润湿角达到极大值，为35°。对SiC/(Ni-58Ti)-xSi体系界面区域的微观结构、元素分布、界面反应产物物相等进行分析后得知，SiC陶瓷与(Ni-58Ti)-xSi钎料之间发生的界面反应会使体系的润湿性能得到改善。其中当Si含量为40%时，界面反应中生成了大量的Ni4Si7Ti4，此物质的生成非常有利于体系的润湿性。本文还研究了石墨/Ni-xNb体系的润湿性，主要研究了Nb含量对石墨/Ni-xNb体系润湿性的影响，结果表明，除个别实验数据点之外，当Nb含量自1wt%至10wt%逐渐增大时，体系的润湿角呈现出逐渐降低的趋势。通过XRD、SEM和EDS等分析方法，对润湿体系微观形貌和润湿机理进行了分析。结果显示，高强石墨与钎料之间发生的界面反应会使石墨/Ni-xNb体系的润湿性能得到改善，其生成物主要为NbNi、Ni4Nb2C等。在上述工作的基础上，最终通过功能梯度材料及压力扩散焊的方法实现了C/C-SiC复合材料与Ni基高温合金的连接。获得了二者连接的最佳工艺条件。通过XRD、SEM和EDS等手段对试样连接区域的组织形貌进行了分析，发现以元素互扩散为基础的界面反应是金属与陶瓷基复合材料成功连接的关键。同时，实验结果表明，具有混合断口的试样的连接强度较高。