机械工程学报

作者：王美荣, 陈敏, 蒋嘉豪, 宋晓国, 唐冬雁, 曹健

单位：1. 哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室 哈尔滨 150001;2. 哈尔滨工业大学(威海)山东省特种焊接技术重点实验室 威海 264209;3. 哈尔滨工业大学化工与化学学院 哈尔滨 150001

关键词：扩散连接,K9玻璃,工业纯钛,激光表面毛化,显微结构；

基金：山东省重大科技创新工程(2019JZZY010330)和先进焊接与连接国家重点实验室开放课题研究基金(AWJ-21M19)资助项目。

针对Ti与K9玻璃因化合键差异难以形成有效连接的问题，采用纳秒激光毛化处理工艺改变Ti表面结构，实现了其与K9玻璃的真空扩散连接。通过光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪和万能试验机等分析测试技术手段对激光表面毛化后的Ti表面及Ti/K9玻璃接头的微观组织形貌、物相组成以及力学性能进行表征。结果表明，Ti经激光毛化处理后，形成横纵交错的刻痕，刻痕附近发生熔化再结晶产生凸起，并伴随Ti-O化合物及Ti-N化合物生成；随着激光加工次数增加，Ti-N化合物含量增加而Ti-O化合物含量减少，接头剪切强度呈现先升高后降低的趋势，表明Ti-N化合物含量过多会引起接头强度降低；当激光扫描次数为15次时，接头剪切强度达到最大值，为13.1 MPa；经能谱分析，在Ti/K9界面处伴随有Ti、Si等元素的扩散和化学反应。采用激光蚀刻技术有助于增强元素的活性，在一定程度上促进了元素扩散和化学结合。

来源：2023年第14期

《机械工程学报》期刊编辑部

查看机械工程学报杂志2023年第14期