石英玻璃化学镀镍及其对扩散焊接的影响

摘要

石英玻璃和石英玻璃纤维复合材料是理想的窗口材料，窗口材料的固定与密封一般使用高分子材料，但高分子材料在服役过程中易出现老化现象，带来损失。窗口连接材料使用中存在的老化问题就成为亟待解决的问题。本论文采用化学镀镍工艺，制备玻璃与连接处的中间层。使用SPS的方法对石英玻璃与铝合金，以及石英玻璃之间进行扩散焊接，并对扩散焊接后的界面进行研究。
　　采用无钯活化镀Ni-P工艺制备中间层，确定了无钯活化工艺：硫酸镍21 g/L、酒石酸钾钠11.5 g/L组成混合溶液，用碱液调节至胶体状，加入微量NaBH4制成活化液。将试样在还原液中浸润30 s，再浸到活化液中20 s，低温下迅速干燥，完成活化。镀液组成及试验条件优化结果：硫酸镍32～34 g/L，柠檬酸钠20～28 g/L，次亚磷酸钠25～30 g/L，乙酸钠30 g/L,乳酸15～20ml/L，碘化钾0.05 g/L。试验条件：PH值4.5～5.5，反应温度80～85℃。试验所得镀层外貌平整光亮，结合强度高，含磷量14.40％，非晶结构。
　　研究了化学镀镍层与石英玻璃的扩散行为，确定了化学镀镍层与石英玻璃发生扩散的最佳条件为：连接温度800～850℃，连接压力10～15 MPa，中间镀镍层为0.5μm左右，保温时间30 min。经过扩散连接的两片石英玻璃之间连接紧密，有一定的透光率，可见光透过率可以达到19.5%以上。接头处有一定的结合强度，剪切强度为0.60 MPa左右，断裂类型是基体与界面的复合断裂，连接强度较高。
　　使用SPS技术连接石英玻璃和铝合金，采用SEM和EDS等分析检测方法，研究了扩散焊工艺参数对接头微观形貌和元素扩散的影响规律，确定了扩散连接的最佳工艺：连接温度500℃，连接压力4 MPa左右，连接时间5～10 min，中间层厚度0.5μm左右。铝合金、镀层和石英玻璃之间紧密连接，接头的微观形貌无裂痕和孔洞。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究意义

1.2 玻璃化学镀镍制备及研究现状

1.3 扩散连接技术

1.4 研究内容

第2章 试验材料及研究方法

2.1 化学镀Ni-P工艺试验材料及研究方法

2.2 扩散连接试验材料及研究方法

第3章 玻璃化学镀Ni-P工艺研究

3.1 前处理工艺研究

3.2 化学镀Ni-P工艺研究

3.3 化学镀Ni-P层性能研究

3.4 本章小结

第4章 镀层与石英玻璃间扩散研究

4.1 扩散连接工艺研究

4.2 石英玻璃扩散连接性能研究

4.3 本章小结

第5章 石英玻璃与铝合金扩散焊研究

5.1 引言

5.2 扩散焊接工艺参数确定

5.3 保温时间对扩散焊接影响

5.3 接头处元素扩散

5.4 焊接接头处应力分析

5.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢