Development of New Explosive Bonding Technique for Joining Metal and Ceramic Using Underwater Shock wave

利用水下冲击波连接金属和陶瓷的新型爆炸连接技术的开发

• 批准号: 11650747
• 负责人: HOKAMOTO Kazuyuki
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Kumamoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11650747/
• 关键词: Welding; Pressure welding; Explosive Bonding; Shock wave; Underwater shock wave; Metal; Ceramics; 高エネルギー速度加工; 爆発加工; セラミックス接合

The present investigation tried to develop a new method for explosive bonding using regulated underwater shock wave. Using the method, a thin metal plate is easily accelerated at 500 - 1000 m/s, which is high enough to achieve the explosive bonding of metals and ceramics. For the explosively bonded Al/ZrO_2 joint, the bonding condition is quite good though the interface shows planar structure. Normally, wavy interface is found between metals, but the present I combination requires planar interface because of the lack of ductility for ceramics. Deformation of ceramic is not permitted and it easily induces cracks in the ceramic used. The bonding is also achieve based on the explosive bonding mechanism which is due to the activation of the plate surface by the formation of jet in the metal used.The bonding is not very difficult for the present combonation employed, but the cracks are sometimes found depending on the quality of the ceramic used. Once there are many pores in the ceramic used, Therefore, the ceramic should be chosen carefully considering its mechanical property. Also, the use of thick and short ceramic block is effective to eliminate the cracks. It makes possible to decrease the deflection of the ceramic sample used.

目前的研究试图开发一种使用调节水下冲击波进行爆炸粘合的新方法。利用该方法，薄金属板很容易被加速到500-1000m/s，这个速度足以实现金属和陶瓷的爆炸连接。对于爆炸连接的Al/ZrO_2接头，虽然界面呈现平面结构，但连接状况良好。通常，金属之间存在波状界面，但由于陶瓷缺乏延展性，目前的组合需要平面界面。陶瓷的变形是不允许的，否则容易引起所用陶瓷的裂纹。这种结合也是基于爆炸结合机制实现的，该机制是由于所用金属中形成射流而激活板表面。对于目前所采用的组合来说，结合并不是很困难，但有时会发现裂纹，具体取决于所用陶瓷的质量。一旦所使用的陶瓷中有很多孔隙，因此，应仔细考虑其机械性能来选择陶瓷。另外，使用厚而短的陶瓷块也能有效消除裂纹。它可以减少所用陶瓷样品的挠度。

项目成果

外本和幸他: "新素材接合技術としての爆発圧接技術応用の可能性"第52回塑性加工連合講演会 講演論文集. 335-336 (2001)

Kazuyuki Tonomoto 等人：“爆炸焊接技术作为新材料连接技术的应用可能性”第 52 届塑料工作联盟会议记录 335-336 (2001)。

大濱象二郎,外本和幸 他: "水中衝撃波を利用する爆発圧着技術について"第15回 熊本県産学官技術講演論文集. 107 (2001)

Shojiro Ohama、Kazuyuki Tonomoto等：“关于利用水下冲击波的爆炸压接技术”第15届熊本县产学官技术讲座论文集107（2001年）。

伊藤繁 他: "水中衝撃波を用いた爆発圧着法に関する研究"火薬学会誌. 62・4. 194-200 (2001)

Shigeru Ito 等人：“利用水下冲击波的爆炸压接方法的研究”炸药学会杂志 62・4（2001 年）。

外本和幸 他: "水中衝撃波を利用する爆発圧接法を用いた難接合材料の接合技術の開発"日本金属学会講演概要2001年春期大会. (発表予定). (2001)

Kazuyuki Tonomoto 等人：“使用水下冲击波的爆炸焊接方法开发难接合材料的接合技术”日本金属学会 2001 年春季会议演讲摘要（预定演讲）。

K. Hokamoto: "Joining of a thin plate onto various materials using regulated underwater shock wave"Fundamental Issues and Appliations of shock-wave and High-Strain-Rate phenomena, (Eds., L.E.Murr etal., Elsevier). 601-608 (2000)

K. Hokamoto：“使用调节的水下冲击波将薄板连接到各种材料上”冲击波和高应变率现象的基本问题和应用（Eds.，L.E.Murr 等人，Elsevier）。