微量Ce含量对Sn-50Zn-2Cu合金微观组织和腐蚀行为的影响

Sn-Zn-Cu系合金作为镀锌层的低熔点修补焊料已经有一定范围的使用,但对于稀土元素对该类合金微观组织和性能的影响并不清楚。采用混溶法制备不同Ce含量的Sn-50Zn-2Cu-x Ce(x=0,0.025%,0.05%,0.1%,0.25%,质量分数,下同)合金,采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)、电化学阻抗谱(EIS)和极化曲线(Tafel)等测试技术,研究Ce含量对Sn-50Zn-2Cu合金微观组织和腐蚀行为的影响。结果表明,Sn-50Zn-2Cu基合金均由富Zn相和富Sn相两相组成且并无金属间化合物的出现,同时,随着Ce含量增加,Sn-50Zn-2Cu基合金组织中富Zn相从枝晶状向团簇状转变,组织得到细化;随着Ce含量从0到0.1%范围中增加,Sn-50Zn-2Cu基合金的腐蚀电流密度从9.028×10-6μA·cm~(-2)降低至2.964×10~(-6)μA·cm~(-2),腐蚀产物与合金界面的阻抗也从1127Ω·cm~2升至4570Ω·cm~2,结合等效电路参数中容抗数值可知,合金的腐蚀产物层也越来越致密,但当Ce含量增至0.25%时,合金耐蚀性能略微下降,但仍然与含Ce量为0.05%的合金相近。整体看,Ce元素的添加明显提高了Sn-50Zn-2Cu合金在5%Na Cl溶液中的耐蚀性能,随着Ce含量的增加合金的耐蚀性能先逐步提高,然后略有下降,当Ce含量为0.1%时,合金表现出最好的耐蚀性。     

稀土元素La、Ce对Al-3Si-0.4Cu-1.0Fe压铸铝合金微观组织、力学性能及热导率的影响

为提高Al-Si系压铸铝合金的热导率与力学性能,利用金相显微镜、扫描电镜、能谱仪、万能电子拉伸试验机与激光热导仪等设备研究了稀土元素La、Ce对压铸铝合金Al-3Si-0.4Cu-1.0Fe微观组织、热导率及力学性能的影响。结果表明,稀土元素La、Ce使合金晶粒细化,α-Al晶粒由枝晶转变为胞状形态,降低了平均二次枝晶臂间距;也能变质合金中的共晶Si相,使其呈细小纤维状形态均匀分布。当稀土元素La、Ce添加量均为0.1%时,合金的热导率、抗拉强度、断后伸长率分别达到167.62 W/(m·K)、201.0 MPa、14.56%,较未添加稀土元素的合金分别提高了11.19%、27.38%和246.67%。     

稀土Ce对3003铝合金组织性能的影响

在3003铝合金中添加不同含量的稀土Ce,研究Ce对铝合金组织性能的影响。采用SEM、EDS等方法对合金显微组织进行分析,并对合金维氏硬度进行测试。结果表明,3003铝合金中板条状组织为Al_4Mn,分布于黑色的Al基体上。随着Ce含量的增加,合金晶粒显著细化,且析出少量针状、片状或颗粒状白色组织Al_3Ce,同时合金显微硬度逐渐提高。当合金中Ce含量为0.35%时,合金固溶达到饱和;3003铝合金中最适宜的Ce含量为0.35%。     

锆对急冷凝固FGH96合金粉末显微组织和元素偏析的影响

采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及其附带的能谱仪,对不同Zr含量的急冷凝固FGH96合金粉末的显微组织、热学凝固参数和枝晶间合金元素偏析进行研究。结果表明:通过调整Zr含量,可以改变粉末颗粒内部树枝晶、胞状长大晶和微晶凝固组织的比例;粉末凝固组织形态主要取决于冷却速率T-、固液界面前沿温度梯度G和长大速度R;不同Zr含量的FGH96合金粉末颗粒中,Mo、Nb、Ti、Zr等元素富集于枝晶间,Co、Cr、W和Ni富集于枝晶轴,随Zr含量增加,Ti、Nb、Zr等元素的枝晶偏析程度减小。     

微量稀土Ce对金合金铸态组织及其硬度的影响

文中研究了微量稀土元素Ce在金合金中的分布情况,观察了稀土元素Ce不同添加量对金合金铸态组织及其硬度的影响.研究发现:在添加Ce的金合金中,Ce部分固溶,部分作为异质点Ce-Si化合物存在,基本没有Ce的偏聚;添加0.075?金合金铸态组织就可以达到较好的晶粒细化效果,分析其作用机理是添加Ce的金合金以高熔点的Ce-Si化合物和氧化物作为异质点,起到异质晶核的作用而细化组织;在低于Ce的金合金固溶度时,铸态合金的硬度随Ce含量增加而升高,过量Ce对金合金的铸态硬度影响不大;利用时效处理,能显著地提高金合金的硬度,Ce主要强化机制在于固溶强化.     

冷却速度对Zn--5 Al--0.1 RE--x Si合金显微组织及耐蚀性能的影响

运用扫描电子显微镜/能谱仪、X射线衍射、盐雾实验、电极化曲线等手段,研究冷却速度和Si对Zn-5Al-0.1RE合金组织及耐蚀性能的影响.结果表明,Zn-5Al-0.1RE-xSi合金由先析出的η-Zn和η-Zn+α-Al共晶组织组成,前者均匀分布在相邻的η-Zn+α-Al共晶胞的边界上.降低冷却速度和Si的加入,均使Zn-5Al-0.1RE-xSi合金单位面积的晶粒增大,晶界减少,合金耐蚀性能提高.Zn-5Al-0.1RE-xSi合金耐蚀性能的差异与合金凝固组织及合金腐蚀产物中Zn₅(OH)₈Cl₂·H₂O和ZnO的相对量有关.      

铈含量对NiAl-28Cr-5.5Mo-0.5Hf共晶合金氧化性能的影响

研究了不同稀土元素Ce含量对NiAl-28Cr-5.5Mo-0.5Hf合金在1100℃空气中的氧化行为的影响.结果表明:适量稀土元素Ce的添加显著地提高了基体合金的抗高温氧化性能,而过量添加稀土元素则会恶化基体合金的高温氧化性能.X射线结构与SEM分析表明:基体合金表而氧化膜主要由α-Al2O3构成,并含有少量的Cr2O3和HfO2,而当稀土元素添加量达到0.5%(质量分数),氧化膜中出现富稀土Ce的氧化物.采用EDAX分析研究了合金表面氧化产物的微观组织及成分,并从合金相组成探讨了稀土元素Ce提高基体NiAl-28Cr-5.5Mo-0.5Hf合金的抗高温氧化性能的机制.     

微量稀土元素对Sn57Bi1Ag焊料合金组织与性能的影响

研究微量稀土元素对Sn57Bi1Ag无铅焊料合金显微组织以及性能的影响。结果表明,当稀土含量为0.05%～0.5%(质量分数)时,对该无铅焊料合金的导电性和腐蚀性影响不大,但使熔化区间温度降低;可以提高焊料合金的力学性能,提高焊料的铺展面积,细化组织。比较Ce、Er、Y三种稀土元素对焊料合金的影响,发现Er元素可以更好地提高焊料合金的综合性能,Ce次之。     

Ce对Cu-Ni-Si合金显微组织及性能的影响

探讨了添加稀土Ce对Cu-3．0Ni-0．64Si合金显微组织及性能的影响,实验结果表明：添加适量的稀土元素Ce可起到净化、去质和细化晶粒的作用,同时改善了铜合金的抗拉强度和电导率。     

Mg,Si对热浸镀Zn-22.3Al合金凝固组织及耐蚀性的影响

通过添加少量Si元素配制了Zn-22.3Al-xSi(x=0,0.7,1.1,1.4,1.8,3.8)熔池及添加少量的Mg元素配制了Zn-22.3Al-1.1Si-yMg(y=0,0.2,0.4,0.6)熔池。在热浸镀后加工相应的合金试样,对合金试样进行盐雾实验和电化学实验,应用扫描电镜/能谱仪(SEM/EDS)、X射线衍射(XRD)分析等方法,研究了硅、镁对热浸镀Zn-22.3Al合金凝固组织及耐蚀性能的影响。实验发现,Zn-22.3Al-xSi合金凝固组织由η-Zn相、α-Al相、锌铝共析组织及铝硅共晶组织组成。硅的加入,明显改善了组织分布的均匀性。但是当硅含量超过1.1%时,凝固组织中开始析出块状硅,并随硅含量增加而增多。镁、硅的协同作用使得热浸镀Zn-22.3Al-1.1Si-yMg合金凝固组织中开始出现Zn/Al/Mg_2Zn_(11)三元共晶组织,随着镁含量的增加,锌铝共析组织不断增多,α-Al相、η-Zn相数量减少,尺寸增大;与此同时,Zn/Al/Mg_2Zn_(11)三元共晶组织数量也不断增多。当合金中镁含量达到0.6%时,凝固组织中出现了少量的Zn/Al/MgZn_2三元共晶,且铝硅共晶的尺寸稍有增大。随着镁含量的增加,腐蚀速率逐渐降低,即合金的耐蚀性能逐渐提高。     

Ce的添加对Sn-Ag-Cu合金电阻率和组织的影响

通过Ce的添加以及熔体结构转变两个方面探究其对Sn-3.8Ag-0.7Cu的影响。运用直流四电极法测量Sn-3.8Ag-0.7Cu-XCe(X=0%,0.2%,0.5%,1%)合金在液相线以上电阻率随温度的变化,得出无铅焊料Sn-3.8Ag-0.7CuXCe合金存在温度诱导的熔体结构转变,并且这种转变是可逆的。随着Ce添加量的增加,合金的熔点升高。凝固实验结果显示,熔体结构转变以及稀土元素Ce的添加均可以细化合金微观组织,且当Ce的添加量为0.2%时,微观结构最细小均匀。     

稀土添加量对TiC基钢结硬质合金性能的影响

采用真空烧结法以TiC粉、纯Mo粉、纯Cr粉、羰基Fe粉、鳞片状石墨等为原料,制备了TiC基钢结硬质合金,并采用含Ce的环烷酸稀土作为成形剂,通过加入不同含量的Ce元素对其进行改性。利用SEM、万能实验机、洛氏硬度计等对烧结试样进行显微组织和性能分析。结果表明,添加稀土元素进行改性后的合金试样接近全致密;同时,TiC更加均匀地分布于基体中;添加Ce元素质量分数为0.2%时,合金抗弯强度达到最大值,相比不含Ce的合金试样提高近28%。     

Mg对Zn--11%Al合金镀层凝固组织及合金层生长的影响

将工业纯铁分别在510℃的Zn-11% Al、Zn-11% Al-1.5% Mg、Zn-11% Al-3% Mg和Zn-11% Al-4.5% Mg合金熔池中进行不同时间的热浸镀,使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪等仪器设备,研究Mg含量对Zn-11% Al合金镀层凝固组织和镀层中Fe-Al合金层生长的影响.结果表明:Zn-11% Al合金镀层凝固组织由富Al相和Zn/Al二元共晶组成;随着Zn-11% Al-x% Mg合金中Mg含量的增加,合金镀层的凝固组织中逐渐出现Zn/Al/MgZn₂三元共晶、块状MgZn₂相和Al/MgZn₂二元共晶.四种合金镀层中合金层主要由Fe₂Al₅Zn_x和FeAl₃Zn_x相组成,合金层的厚度随浸镀时间的增加而增加,Mg含量的增加使Fe-Al合金层生长速率指数和生长速率降低.在Zn-11% Al合金镀层中Fe-Al合金层形成的初期,可形成致密稳定的Fe-Al化合物层;热浸镀120 s后,扩散通道的移动使Fe-Al化合物层失稳破裂.Zn-11% Al-x% Mg合金中Mg元素可明显推迟液Zn进入镀层中Fe-Al合金层的时间,使Fe-Al合金层更加稳定和致密.      

电子组装用含稀土无铅钎料研究

在电子产品的所有故障原因中,60%以上是由焊点失效所引起,而焊点的可靠性很大程度上取决于钎料的综合性能。因此,本文针对目前广泛应用的Sn3.8Ag0.7Cu(%,质量分数)无铅钎料,研究了添加微量的稀土元素Ce,Yb及Eu对Sn3.8Ag0.7Cu无铅钎料在Cu基板上的润湿性能的影响,同时对比分析了含不同稀土元素焊点的力学性能、微观组织和热疲劳性能。结果表明:添加单一稀土元素Ce,Yb及Eu后,Sn Ag Cu钎料的铺展面积显著增加,焊点的力学性能也得到不同程度的提高,提高幅度分别为12.7%,25.4%和18.0%。稀土元素Ce,Yb及Eu的添加细化了钎料的显微组织,焊点内部的共晶组织均匀分布在β-Sn基体中,且显微组织中的Cu6Sn5和Ag3Sn金属间化合物的尺寸也相应减小,这可能是含稀土Sn Ag Cu无铅焊点的力学性能高于Sn Ag Cu焊点的主要原因。此外,在热循环载荷下,发现稀土元素Ce,Yb及Eu可以显著提高Sn3.8Ag0.7Cu焊点的疲劳寿命。     

拉伸温度对快速凝固Mg-8Zn-0.5Y合金组织和性能的影响

利用SEM、XRD和EBSD等分析方法研究快速凝固Mg-8Zn-0.5Y镁合金的拉伸断口及形变过程中的组织演变,分析了拉伸温度对合金组织和性能的影响。结果表明:快速凝固Mg-8Zn-0.5Y镁合金组织由准晶Mg_3Zn_6Y与α-Mg共同构成,晶粒平均尺寸60μm左右。随拉伸温度的提高,镁合金的抗拉强度和屈服强度均随之减小,而伸长率则表现出明显的增加趋势。在室温条件下合金拉伸断口凹凸不平,300℃拉伸后有大量的扁圆韧窝。快速凝固Mg-8Zn-0.5Y镁合金在室温拉伸得到形变组织体积分数为23%,宽度均值2μm;随着拉伸温度增加至300℃,晶内形成了比晶粒具有较大取向差的且保持平行分布状态的大角晶界胞状组织结构。     

微量稀土元素对Sn57BilAg焊料合金组织与性能的影响

研究微量稀土元素对Sn57Bil Ag无铅焊料合金显微组织以及性能的影响.结果表明,当稀土含量为0.05％ ～0.5％(质量分数)时,对该无铅焊料合金的导电性和腐蚀性影响不大,但使熔化区间温度降低;可以提高焊料合金的力学性能,提高焊料的铺展面积,细化组织.比较Ce、Er、Y三种稀土元素对焊料合金的影响,发现Er元素可以更好地提高焊料合金的综合性能,Ce次之.     

快速凝固AB_5型贮氢合金显微组织、吸氢及电化学性能

对AB5型快速凝固贮氢合金与其铸态合金在显微组织、吸氢性能、电化学性能等方面进行了对比研究。发现快速凝固合金有细小的 1～ 5 μm胞状、等轴状微晶组织 ;快速凝固合金的P C T曲线平台比铸态合金平缓 ,且压力低 ;快速凝固合金容量及活化性能低于铸态合金 ,但经退火后可以部分改善 ;快速凝固合金电极循环寿命明显优于铸态合金 ,主要是因为合金的晶粒细小可以抑制合金的微粉化和氧化。     

含Hf镍基粉末高温合金快速凝固粉末颗粒特性

采用扫描电镜、透射电镜及其附带的能谱仪和碳复型萃取技术等多种手段研究了不同Hf含量的FGH96合金粉末颗粒显微组织、枝晶间合金元素偏析和析出相.发现Hf含量可以改变粉末颗粒内部树枝晶、胞状长大晶和微晶凝固组织的比例,粉末的快速凝固组织形态主要取决于冷却速率和固液界面前沿温度梯度与长大速度的比值.不同Hf含量的FGH96合金粉末颗粒中,Nb、Ti、Zr和Al均富集于枝晶间,Co、Cr、W和Ni均富集于枝晶轴.当Hf质量分数为0.3%时,Ti、Nb、Zr、Hf等强碳化物形成元素的枝晶偏析程度最小.在快速凝固粉末颗粒中,Hf对氧含量比碳含量更敏感,优先形成更稳定的氧化物HfO₂.      

一种高硬度铸造镁合金

设计了一种成分(质量分数/%)为Mg-8Zn-6Al-3Cu-3Ca-1.5Mn-1Si的合金,利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射和维氏硬度计研究了自然冷却、快速冷却及时效处理对合金显微组织和硬度的影响.Mg-8Zn-6Al-3Cu-3Ca-1.5Mn-1Si合金慢冷组织主要由α-Mg、Mg2Cu6Al5、CaMgSi、Mg2Zn3等相构成,没有出现Mg17Al12相.合金经快冷后,抑制了第二相从基体中的析出;时效10 h后,CaMgSi相以细小的块状相均匀析出.合金具有较高的硬度值,在时效时间10 h时最大HV值达到111.     

微量稀土对铸态Cu-3.0Si-2.0Ni合金组织及性能的影响

加入适量的稀土元素能有效改善铜合金的组织和性能.铸态Cu-3.0Si-2.0Ni合金中添加稀土Ce后,进行熔炼及热处理试验,再通过室温拉伸、导电率试验和金相观察,研究了微量Ce对铸态Cu-3.0Si-2.0Ni合金组织与性能的影响.结果表明:铸态合金晶粒随着Ce含量的升高呈现先减小后递增的趋势;铸态合金的抗拉强度和导电性随着Ce的增加分别先升高后减低;当Ce的质量分数为0.06%时,铸态合金的抗拉强度最高、导电性最强.