Ta涂层对CVD单晶金刚石焊接强度的影响

摘要：

目的 提高金刚石的可焊性,促进金刚石与异质合金的连接.方法 采用双辉等离子体表面合金化(DGPSA)技术在CVD单晶金刚石表面沉积Ta涂层,然后利用Ag–Cu–Ti(Ti的质量分数为2％)钎料合金将Ta涂层单晶金刚石与硬质合金(WC–Co)在真空钎焊炉中进行焊接.采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和能谱仪分析Ta涂层及焊后截面的物相组成、表面微观形貌、截面微观形貌、元素分布.使用万能试验机对有Ta涂层和无Ta涂层的焊后样品进行剪切断裂试验,对焊接后样品的界面结合强度进行探究.结果 在合金化温度为850℃下,随着沉积时间(5、15、30、60 min)的延长,Ta涂层的厚度从0.35μm增至7.96μm,晶粒由纳米晶转变为柱状晶,整个涂层由沉积层Ⅰ和扩散层Ⅱ组成,且在金刚石/Ta涂层界面处生成了2种力学性能良好的金属型碳化物,即TaC和Ta2C.焊接接头的剪切强度随着Ta涂层沉积时间的延长,呈先增大后减小的趋势.结论 当沉积时间为30 min时,Ta涂层的厚度为3.47μm,与WC–Co焊接后其剪切强度达到最大值(115.6 MPa),且大于无Ta涂层焊接样品的剪切强度(75.6 MPa),证明Ta涂层对单晶金刚石的可焊性有明显的促进作用.

关键词：CVD单晶金刚石、双辉等离子体表面合金化、Ta涂层、Ag—Cu—Ti钎料合金、真空钎焊、结合强度

所属期刊栏目：51

分类号：TG113.26+3(金属学与热处理)

资助基金：国家自然科学基金;山西省自然科学基金;山西省科技重大专项

在线出版日期：2022-12-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：445-451