請用此 Handle URI 來引用此文件:
http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/44950
完整後設資料紀錄
DC 欄位 | 值 | 語言 |
---|---|---|
dc.contributor.advisor | 薛人愷 | |
dc.contributor.author | Hao-Wei Hsu | en |
dc.contributor.author | 徐晧為 | zh_TW |
dc.date.accessioned | 2021-06-15T03:59:14Z | - |
dc.date.available | 2010-04-30 | |
dc.date.copyright | 2010-04-30 | |
dc.date.issued | 2010 | |
dc.date.submitted | 2010-04-19 | |
dc.identifier.citation | 1. D. Janickovic, P. Sebo, P. Duhaj, P. Svec, The Rapidly Quenched Ag-Cu-Ti Ribbons for Active Joining of Ceramics, Materials Science and Engineering A304-306, 2001, p.569-573.
2. Naidich, Yu. V., The Wettability of Solids by Liquid Metals, Progress In Surface and Membrane Science, Vol.14, 1981, p.353-487. 3. Michael L. Santella, Joseph A. Horton, Jong Jin Pak, Microstructure of Alumina Brazed with a Silver-Copper-Titanium Alloy, J. Am. Ceram. Soc., Vol.73, 1990, p.1785-1787. 4. M. G. Nicholas, Joining of Ceramics, Chapman and Hall, 1990. 5. R. E. Loehman, A. P. Tomsia, Wetting and Joining of Mullite Ceramics by Active-Metal Braze Alloys, J. Am. Ceram. Soc., Vol.77, 1994, p.271-274. 6. C. A. Powell, H. T. Michels, Cu-Ni Alloys for Sea Water Corrosion Resistance and Antifouling-A State of the Art Review, CORROSION 2000, March 26 - 31, 2000. 7. M. S. Parvizi, A. Aladjem, J. E. Castle, Behaviour of 90-10 Cupronickel in Seawater, International Materials Reviews, Vol.033, 1988, p.169-200. 8. 洪胤庭,鈮合金與鈦合金之真空硬銲接合及其接合介面之研究,國立台灣大學材料科學與工程學研究所,2004。 9. J. R. Davis, Metals Handbook, Vol.2, Properties and Seclection:Nonferrous Alloys and Special Purpose Materials, ASM International, 1990. 10. M. M. Schwartz, Introduction to Brazing and Soldering, ASM Handbook, Vol.6, 1993, p.114-125, p.924-930. 11. R. D. Milner, A Survey of the Scientific Principles Related to Wetting and Spreading, Br. Weld. J., Vol.5, 1958, p.90-105. 12. M. Schwartz, Brazing: For the Engineering Technologist, ASM International, 1995. 13. D. L. Olson et. Al., Metals Handbook, 10th ed., Vol.6, Welding Brazing and Soldering, ASM International, 1990. 14. 黃振賢,金屬熱處理18th edition,新文京開發出版有限公司,2003。 15. Annual Book of ASTM Standards Section 3, Metals Test Methods & Analytical Procedures, West Conshohocken, Pa., ASTM International, 2004. 16. T. B. Massalski, Binary Alloy Phase Diagrams, ASM International, 1990. 17. D. W. Liaw and R. K. Shiue, Brazing of Ti-6Al-4V and Niobium Using Three Silver-Base Braze Alloys, Metallurgical And Materials Transactions, Vol.36A, September, p.2415-2427. 18. Touloukian Y. S., Kirby R. K., Taylor R. E., Desai P. D., Thermophysical Properties of Matter, Vol.12, Thermal Expansion: Metallic Elements and Alloys, New York: IFE/Plenum Publication, 1977. 19. D. Sciti, A. Bellosi, L. Esposito, Bonding of Zirconia to Super Alloy with the Active Brazing Technique, J. Eur. Ceram. Soc., Vol.21, 2001, p.45-52. 20. R. K. Shiue, S. K. Wu, J. M. O, J. Y. Wang, Microstructural Evolution at the Bonding Interface During the Early-Stage Infrared Active Brazing of Alumina, Metallurgical And Materials Transactions A, Vol.31A, October, p.2527-2536. 21. 黃盈翔,不同鈦含量的活性硬銲填料/ Al2O3基板紅外線快速加熱動態潤濕行為研究,國立台灣大學機械工程學研究所,2004。 22. F. Barbier, C. Peytour, A. Revcolevschi, Microstructural Study of the Brazed Joint between Alumina and Ti-6AI-4V Alloy, J. Am. Ceram. Soc., Vol.73, 1990, p.1582-1586. 23. Thaddeus B. Massalski, Binary Alloy Phase Diagrams, ASM International, 1986. 24. P. Villars, A. Prince, H. Okamoto, Handbook of Ternary Alloy Phase Diagrams, ASM International, 1995. 25. 薛鈞尹,紅外線硬銲接合Ti-6Al-4V與異質合金之研究,國立台灣大學材料科學與工程學研究所,2007。 | |
dc.identifier.uri | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/44950 | - |
dc.description.abstract | 本實驗主要是以含鈦的銀銅共晶填料,真空硬銲接合Al2O3與各種金屬母材。經由接合界面顯微組織分析可知,利用活性硬銲,使用含鈦的填料,能在Al2O3表面形成一層Ti3Cu3O相,有效的改善填料對於母材的潤濕性。填料含鈦量高雖然潤濕性較好,但會使鈦的介金屬化合物增加,影響強度。增加硬銲溫度及時間會使較多的母材擴散進入銲道內反應,以及使母材界面的反應相厚度提升。銲道主要由Ag-rich相、Cu-rich相與Cu-Ti介金屬相所構成。硬銲接合Al2O3與Zr金屬時,一但硬銲溫度超過830℃,母材內的Zr元素會大量溶解進入銲道,使銲道內的相都含有高含量的Zr元素。實驗結果除了Nb及Zr基材外,其餘金屬會因為與Al2O3的熱膨脹係數差異過大,使Al2O3在接合後承受不了熱應力,出現裂紋破壞。
另外,還進行了使用Cu-Ni填料硬銲接合沃斯田鐵不鏽鋼的研究,希望能使板式熱交換器的硬銲接點能擁有良好的抗蝕能力。實驗結果若使用粉末填料,會發生Cu、Ni分相的情形,使Cu內的Ni含量不足。且填料中Ni比例使用太高會使填料熔點上升過多,造成潤濕性不足。填料中若含B,則會在母材晶界形成B化物,影響母材強度。將Cu箔以304不鏽鋼Clad Ni層夾住進行硬銲能避免上述的缺點,形成抗蝕能力良好的硬銲接點,為最佳的實驗結果。 | zh_TW |
dc.description.abstract | The brazing of Al2O3 and various metals using 72Ag-28Cu active braze alloys contain small amounts of titanium has been extensively studied. Ti can form a Ti3Cu3O layer on the substrate’s surface, so the molten braze can effectively wet the Al2O3 substrate. Higher Ti content in the braze alloy has better wetting ability, but it will form more intermetallic compounds, hence lowering the bonding strength. Brazing at higher temperature and longer time will result in more substrate’s ellements diffusing into the brazed joint and thicken the thickness of intermetallic layers on the substrate. The brazed joint is primarily consists of Ag-rich, Cu-rich and Cu-Ti intermetallic phases. For the brazing of Al2O3 and Zr, when the brazing temperature is above 830℃, all phases in the brazed joint is alloyed with a lot of Zr due to the diffusion of Zr substrate into the brazed joint. Because the difference of CTE between substrates is too huge, Al2O3 will crack except for brazing Al2O3 with Nb and Zr.
Another study is brazing stainless steel using Cu/Ni fillers in order to produce plate heat exchanger’s brazed joints with good corrosion resistance. Using powder fillers cause Cu-rich and Ni-rich phases separated, so the Cu-rich phase can’t alloyed with enough Ni content. If Ni content in the filler is further increased, filler’s melting point is increased and demonstrates poor wettability. If filler contains B, B-Cr-Fe internetallics is formed along substrate’s grain boundaries, hence lowering the bonding strength. Brazing using the Cu foil placed between Ni clad 304 stainless steel substrates can make brazed joints with good corrosion resistance without flaws mentioned above, demonstrating the best result. | en |
dc.description.provenance | Made available in DSpace on 2021-06-15T03:59:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ntu-99-R97527001-1.pdf: 12523347 bytes, checksum: 9fae5b986604ba1557ce398c57f4c601 (MD5) Previous issue date: 2010 | en |
dc.description.tableofcontents | 目 錄
中文摘要 i 英文摘要 ii 目錄 iii 圖目錄 vi 表目錄 xi 第一章 前言 1 1-1 Al2O3與不同金屬硬銲接合製程 1 1-2 以Cu/Ni填料硬銲不鏽鋼接合製程 1 第二章 文獻回顧 3 2-1 母材性質簡介 3 2-1-1 氧化鋁 3 2-1-2 鈮 3 2-1-3 鋯 3 2-1-4 Ti-6Al-4V合金 3 2-1-5 CP-Ti 4 2-1-6 304、316不鏽鋼 4 2-1-7 IN-600 4 2-2 材料接合製程 4 2-2-1 硬銲製程原理 5 2-2-2 潤濕角 6 2-2-3 毛細現象 8 2-2-4 影響硬銲接合強度的主要因素 9 2-2-5 填充合金的熔融性質 11 2-3 高溫硬銲爐之加熱原理 12 第三章 實驗方法與步驟 22 3-1 Al2O3與不同金屬硬銲接合製程 22 3-2 以Cu/Ni填料硬銲不鏽鋼接合製程 22 3-2-1 使用膏狀填料 22 3-2-2 使用箔片填料 23 3-2-3 使用Clad 304不鏽鋼片 23 3-3 EPMA定量分析及SEM觀察 24 第四章 Al2O3與不同金屬硬銲接合製程 29 4-1 Al2O3/63Ag-35.2Cu-1.75Ti /Nb硬銲接合 29 4-1-1 860℃持溫600s之接合界面顯微組織 29 4-1-2 860℃持溫1200s與300s之接合界面顯微組織 30 4-1-3 890℃及830℃持溫600s之接合界面顯微組織 30 4-2 Al2O3/68.8Ag-26.7Cu-4.5Ti /Nb硬銲接合 30 4-2-1 890℃持溫600s之接合界面顯微組織 31 4-2-2 860℃持溫300s、600s與1200s之接合界面顯微組織 31 4-2-3 830℃持溫600s之接合界面顯微組織 31 4-3 Al2O3/63Ag-35.2Cu-1.75Ti /Zr硬銲接合 32 4-3-1 830℃持溫600s之接合界面顯微組織 32 4-3-2 860℃、890℃持溫600s之接合界面顯微組織 32 4-3-3 860℃持溫300s與1200s之接合界面顯微組織 33 4-4 Al2O3/68.8Ag-26.7Cu-4.5Ti /Zr硬銲接合 33 4-4-1 830℃持溫600s之接合界面顯微組織 33 4-4-2 860℃、890℃持溫600s之接合界面顯微組織 34 4-4-3 860℃持溫300s、1200s之接合界面顯微組織 34 4-5 Al2O3/63Ag-35.2Cu-1.75Ti /Ti6Al4V硬銲接合 34 4-5-1 810℃、830℃、850℃、870℃持溫600s之接合界面顯微組織 35 4-5-2 890℃持溫600s之接合界面顯微組織 35 4-6 Al2O3/68.8Ag-26.7Cu-4.5Ti /Ti6Al4V硬銲接合 36 4-7 Al2O3/72Ag-28Cu/Ti6Al4V硬銲接合 36 4-8 Al2O3/63Ag-35.2Cu-1.75Ti /CP-Ti硬銲接合 37 第五章 使用Cu-Ni填料硬銲接合沃斯田鐵不鏽鋼 78 5-1 304SS/Cu-BNi5 /316SS硬銲接合 78 5-1-1 50Cu-50BNi5之接合界面顯微組織 79 5-1-2 70Cu-30BNi5、80Cu-20BNi5之接合界面顯微組織 79 5-1-3 40Cu-60BNi5、20Cu-80BNi5之接合界面顯微組織 79 5-1-4 10Cu-90BNi5之接合界面顯微組織 80 5-2 304SS/40Cu-40BNi5-20LM/316SS之接合界面顯微組織 80 5-3 IN-600/Cu/IN-600之接合界面顯微組織 81 5-4 使用Clad 304不鏽鋼片硬銲接合 81 5-4-1 Clad Cu-Clad Ni之接合界面顯微組織 82 5-4-2 Clad Cu-LM-Clad Cu、Clad Ni-LM-Clad Ni之接合界面顯微組織 83 5-4-3 Clad Ni-Cu-Clad Ni之接合界面顯微組織 83 第六章 結論 106 6-1 Al2O3與不同金屬硬銲接合製程 106 6-2 以Cu/Ni填料硬銲不鏽鋼接合製程 107 參考文獻 110 圖目錄 圖2-1 一般硬銲接合之示意圖 17 圖2-2 潤濕角的量測與界面能示意圖 18 圖2-3 潤濕角實驗示意圖 19 圖2-4 毛細現象示意圖 20 圖2-5 各種金屬溫度與其蒸汽壓關係圖 21 圖4-1 Al2O3/63Ag-35.2Cu-1.75Ti/Nb於860℃持溫600s的EPMA影像與WDS定量成分分析 39 圖4-2 Al2O3/63Ag-35.2Cu-1.75Ti/Nb於860℃持溫1200s的EPMA影像與WDS定量成分分析 40 圖4-3 Al2O3/63Ag-35.2Cu-1.75Ti/Nb於860℃持溫300s的EPMA影像 41 圖4-4 Al2O3/63Ag-35.2Cu-1.75Ti/Nb於890℃持溫600s的EPMA影像與WDS定量成分分析 42 圖4-5 Al2O3/63Ag-35.2Cu-1.75Ti/Nb於830℃持溫600s的EPMA影像 43 圖4-6 Al2O3/68.8Ag-26.7Cu-4.5Ti/Nb於890℃持溫600s的EPMA影像與WDS定量成分分析 44 圖4-7 Ti-Cu二元相圖 45 圖4-8 Al2O3/68.8Ag-26.7Cu-4.5Ti/Nb於860℃持溫300s的EPMA影像 46 圖4-9 Al2O3/68.8Ag-26.7Cu-4.5Ti/Nb於860℃持溫600s的EPMA影像 47 圖4-10 Al2O3/68.8Ag-26.7Cu-4.5Ti/Nb於860℃持溫1200s的EPMA影像與WDS定量成分分析 48 圖4-11 Al2O3/68.8Ag-26.7Cu-4.5Ti/Nb於830℃持溫600s的EPMA影像 49 圖4-12 Al2O3/63Ag-35.2Cu-1.75Ti/Zr於830℃持溫600s的EPMA影像與WDS定量成分分析 50 圖4-13 Ag-Cu-Zr三元相圖 51 圖4-14 Cu-Zr二元相圖 52 圖4-15 Al2O3/63Ag-35.2Cu-1.75Ti/Zr於860℃持溫600s的EPMA影像與WDS定量成分分析 53 圖4-16 Al2O3/63Ag-35.2Cu-1.75Ti/Zr於890℃持溫600s的EPMA影像與WDS定量成分分析 54 圖4-17 Ag-Zr二元相圖 55 圖4-18 Al2O3/63Ag-35.2Cu-1.75Ti/Zr於860℃持溫300s的EPMA影像 56 圖4-19 Al2O3/63Ag-35.2Cu-1.75Ti/Zr於860℃持溫1200s的EPMA影像 57 圖4-20 Al2O3/68.8Ag-26.7Cu-4.5Ti/Zr於830℃持溫600s的EPMA影像與WDS定量成分分析 58 圖4-21 Al2O3/68.8Ag-26.7Cu-4.5Ti/Zr於890℃持溫600s的EPMA影像與WDS定量成分分析 59 圖4-22 Al2O3/68.8Ag-26.7Cu-4.5Ti/Zr於860℃持溫600s的EPMA影像 60 圖4-23 Cu-Ti-Zr三元相圖 61 圖4-24 Al2O3/68.8Ag-26.7Cu-4.5Ti/Zr於860℃持溫300s的EPMA影像與WDS定量成分分析 62 圖4-25 Al2O3/68.8Ag-26.7Cu-4.5Ti/Zr於860℃持溫1200s的EPMA影像 63 圖4-26 Al2O3/63Ag-35.2Cu-1.75Ti/Ti6Al4V於810℃持溫600s的EPMA影像 64 圖4-27 Al2O3/63Ag-35.2Cu-1.75Ti/Ti6Al4V於830℃持溫600s的EPMA影像與WDS定量成分分析 65 圖4-28 Al2O3/63Ag-35.2Cu-1.75Ti/Ti6Al4V於850℃持溫600s的EPMA影像與WDS定量成分分析 66 圖4-29 Al2O3/63Ag-35.2Cu-1.75Ti/Ti6Al4V於870℃持溫600s的EPMA影像與WDS定量成分分析 67 圖4-30 Al2O3/63Ag-35.2Cu-1.75Ti/Ti6Al4V於890℃持溫600s的EPMA影像 68 圖4-31 Al2O3/68.8Ag-26.7Cu-4.5Ti/Ti6Al4V於820℃持溫600s的EPMA影像與WDS定量成分分析 69 圖4-32 Al2O3/68.8Ag-26.7Cu-4.5Ti/Ti6Al4V於860℃持溫600s的EPMA影像與WDS定量成分分析 70 圖4-33 Al2O3/68.8Ag-26.7Cu-4.5Ti/Ti6Al4V於880℃持溫600s的EPMA影像與WDS定量成分分析 71 圖4-34 Al2O3/68.8Ag-26.7Cu-4.5Ti/Ti6Al4V於900℃持溫600s的EPMA影像與WDS定量成分分析 72 圖4-35 Al2O3/72Ag-28Cu/Ti6Al4V於860℃持溫600s的EPMA影像與WDS定量成分分析 73 圖4-36 Al2O3/72Ag-28Cu/Ti6Al4V於830℃持溫600s的EPMA影像 74 圖4-37 Al2O3/72Ag-28Cu/Ti6Al4V於800℃持溫600s的EPMA影像 75 圖4-38 Al2O3/63Ag-35.2Cu-1.75Ti/CP-Ti於860℃持溫600s的EPMA影像與WDS定量成分分析 76 圖4-39 Al2O3/63Ag-35.2Cu-1.75Ti/CP-Ti於830℃持溫600s的EPMA影像 77 圖5-1 Cu-Ni-Si三元相圖 84 圖5-2 304SS/50Cu-50BNi5 /316SS 1200℃持溫15min的EPMA影像與WDS定量成分分析 85 圖5-3 304SS/50Cu-50BNi5 /316SS 1150℃持溫30min的EPMA影像與WDS定量成分分析 86 圖5-4 304SS/70Cu-30BNi5 /316SS 1150℃持溫15min的EPMA影像與WDS定量成分分析 87 圖5-5 304SS/80Cu-20BNi5 /316SS 1150℃持溫15min的EPMA影像與WDS定量成分分析 88 圖5-6 304SS/40Cu-60BNi5 /316SS 1200℃持溫15min的EPMA影像與WDS定量成分分析 89 圖5-7 304SS/20Cu-80BNi5 /316SS 1200℃持溫15min的EPMA影像與WDS定量成分分析 90 圖5-8 304SS/10Cu-90BNi5 /316SS 1200℃持溫15min的EPMA影像與WDS定量成分分析 91 圖5-9 304SS/40Cu-40BNi5-20LM /316SS 1200℃持溫15min的EPMA影像與WDS定量成分分析 92 圖5-10 B-Cr-Fe三元相圖 93 圖5-11 304SS/40Cu-40BNi5-20LM /316SS 1150℃持溫15min的EPMA影像與WDS定量成分分析 94 圖5-12 304SS/40Cu-40BNi5-20LM /316SS 1100℃持溫15min的EPMA影像與WDS定量成分分析 95 圖5-13 IN-600/Cu/IN-600 1133℃持溫60min的EPMA影像與WDS定量成分分析 96 圖5-14 IN-600/Cu/IN-600 1200℃持溫60min的EPMA影像與WDS定量成分分析 97 圖5-15 304SS/Clad Cu-Clad Ni/304SS 1150℃持溫30min的EPMA影像與WDS定量成分分析 98 圖5-16 304SS/Clad Cu-Clad Ni/304SS 1150℃持溫60min的EPMA影像與WDS定量成分分析 99 圖5-17 304SS/Clad Cu-Clad Ni/304SS 1200℃持溫10min的EPMA影像與WDS定量成分分析 100 圖5-18 304SS/Clad Cu-Clad Ni 304SS 1200℃持溫30min的EPMA影像與WDS定量成分分析 101 圖5-19 304SS/Clad Cu-Clad Ni/304SS 1200℃持溫60min的EPMA影像與WDS定量成分分析 102 圖5-20 304SS/Clad Ni-LM-Clad Ni/304SS 1100℃持溫30min的EPMA影像與WDS定量成分分析 103 圖5-21 304SS/Clad Cu-LM-Clad Cu/304SS 1100℃持溫30min的EPMA影像與WDS定量成分分析 104 圖5-22 304SS/Clad Ni-Cu-Clad Ni/304SS 1200℃持溫30min的EPMA影像與WDS定量成分分析 105 表目錄 表2-1 不同冶金接合方式的比較 13 表2-2 常用硬銲塡料化學組成 14 表2-3 熱源種類和發熱方式 15 表2-4 電阻加熱體的種類和特性 16 表3-1 Al2O3與不同金屬硬銲製程參數 25 表3-2 BNi-5及BNi-2硬銲粉末之化學組成 26 表3-3 304及316不鏽鋼硬銲製程參數 27 表3-4 Clad 304不鏽鋼硬銲製程參數 28 表6-1 熱膨脹係數與實驗結果之比較 109 | |
dc.language.iso | zh-TW | |
dc.title | 氧化鋁與金屬硬銲及以Cu/Ni填料硬銲不鏽鋼之研究 | zh_TW |
dc.title | Studies of Brazing Alumina as well as Metals
and Brazing Stainless Steels using Cu/Ni Fillers | en |
dc.type | Thesis | |
dc.date.schoolyear | 98-2 | |
dc.description.degree | 碩士 | |
dc.contributor.oralexamcommittee | 郭東昊,蔡履文 | |
dc.subject.keyword | 活性硬銲,Al2O3,潤濕性,熱應力,抗蝕能力, | zh_TW |
dc.subject.keyword | active braze alloys,Al2O3,wetting ability,CTE,corrosion resistance, | en |
dc.relation.page | 111 | |
dc.rights.note | 有償授權 | |
dc.date.accepted | 2010-04-21 | |
dc.contributor.author-college | 工學院 | zh_TW |
dc.contributor.author-dept | 材料科學與工程學研究所 | zh_TW |
顯示於系所單位: | 材料科學與工程學系 |
文件中的檔案:
檔案 | 大小 | 格式 | |
---|---|---|---|
ntu-99-1.pdf 目前未授權公開取用 | 12.23 MB | Adobe PDF |
系統中的文件,除了特別指名其著作權條款之外,均受到著作權保護,並且保留所有的權利。