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C/SiC复合材料作为一种新型材料,充分结合了碳纤维和SiC基体的优势,表现出低密度、高强度、耐高温、耐烧蚀、抗冲刷等优点,在航空航天及汽车领域有着广泛的应用前景。本文采用TiZrNiCu非晶态箔片与Ni箔片实现了C/SiC复合材料与TC4合金的成功连接,确定了两种接头的界面组织结构,分析了工艺参数对接头组织的影响,解明了界面连接机理;测试了接头常温及高温力学性能,确定了接头断裂路径,建立了工艺参数-界面结构-力学性能之间的关系。通过对C/SiC复合材料/TiZrNiCu/TC4合金接头界面反应的试验和分析结果,确定钎焊温度T=900℃、保温时间t=10min时,接头界面结构为:C/SiC复合材料/Ti5Si3+TiC+ZrC/(Ti2Cu+TiCu+CuZr)/[Ti(s.s)+(Ti2Cu+TiCu +CuZr)]/TC4;且当钎焊温度升高到960℃后,Ti5Si3及ZrC化合物消失。以抗剪强度来评价C/SiC复合材料/TiZrNiCu/TC4合金接头的力学性能,T=960℃,t=10min时,接头抗剪强度最高达99MPa;此时接头主要在靠近C/SiC复合材料侧的TiC反应层与TiCu+Ti2Cu+CuZr化合物层断裂。960℃/10min接头在600℃、800℃高温抗剪强度分别为59MPa与54MPa。采用Ni箔片作为中间层时,T=1000℃、t=30min时,接头的界面结构为:C/SiC复合材料/TiC/Ti2Ni/[Ti2Ni+Ti(s.s)]/TC4。升高钎焊温度或延长保温时间,抗剪强度呈现先增长后降低的趋势。当T=1100℃/t=30min时,接头的抗剪强度最高,达到128MPa;此时,接头主要在靠近C/SiC复合材料侧的TiC反应层中以及钎缝中部的Ti2Ni+Ti(s.s)层断裂。1100℃/30min接头在600℃高温抗剪强度为120MPa,800℃高温抗剪强度为78MPa。采用Marc有限元分析软件对两种接头的残余应力进行了研究,两种接头的残余应力分布情况大致相同,残余应力峰值均出现在钎料层与复合材料的界面处,并且在尖角处存在一定程度的应力集中。但C/SiC复合材料/TiZrNiCu/TC4合金接头的残余应力峰值高达340MPa,C/SiC复合材料/Ni/TC4合金接头的峰值仅为150MPa,而且相同区域的残余应力值前者较大,因而造成前者接头强度较低。