射频天线黄铜振子感应钎焊气孔缺陷

借助高频感应加热设备,采用测量钎料在母材表面的铺展面积的方法,分析了Sn-3.0Ag-0.5Cu(SAC305)、Sn-58Bi和Sn-17.0Bi-0.5Cu(SBC1705)三种高粘度(180 Pas)焊膏在黄铜表面的可焊性.并通过无源互调(Passive Intermodulation,PIM)测试和X射线检测,对比了SAC305和SBC1705焊膏焊后黄铜振子的PIM值和焊点气孔率.结果表明:高粘度SBC1705焊膏在黄铜表面的可焊性最好,其次是Sn-58Bi焊膏,最后是SAC305焊膏;SBC1705焊点气孔率1%,而SAC305焊点气孔率为5%~7%,两种焊点气孔率都在25%的合格范围内,但SBC1705焊后振子的PIM测试结果比SAC305焊后振子的PIM测试结果更稳定.综合生产成本考虑,高粘度SBC1705焊膏更适合射频天线黄铜振子的感应钎焊工艺.     

SnBi-SACBN复合锡膏焊后微观组织及力学性能

针对低温无铅钎料Sn58Bi(SnBi)焊后脆性问题,采用机械混合方法向SnBi无铅锡膏中分别加入质量分数0.5%、1%、5%的SAC-Bi-Ni(SACBN)合金粉末制备复合锡膏。借助扫描电镜对复合锡膏焊后合金微观组织形貌、成分进行研究,通过纳米压痕法对复合钎料力学性能进行表征。实验结果表明:随着复合锡膏中SACBN微粒含量增加,焊后合金微观组织中β-Sn相增多,富Bi相含量降低,合金中由富Bi相构成的细小网状组织结构得到抑制。当锡膏中SACBN微粒含量由0增大至5%时,合金硬度从219.05 N/mm~2下降到174.18 N/mm~2,弹性模量由5.93 N/mm~2下降到2.86 N/mm~2。     

尺寸效应下的无铅微焊点研究进展

为了研究无铅微焊点在尺寸效应下的可靠性,综述了微焊点的界面反应机制,常用添加元素对微连接金属间化合物(IMC)的作用及微焊点在尺寸效应下的主要问题.分析表明,IMC层主要由两种铜锡化合物Cu6 Sn5和Cu3 Sn组成.微焊点的连接形式有焊盘小尺寸微焊点和微通孔焊盘无铅微焊点两种,柯肯达尔(Kirkendall)孔洞、电迁移及焊料尺寸都会对接头的力学性能、拉伸强度和剪切强度造成较大的影响.同时,压力钎焊等新工艺可以促进焊料中元素的扩散,从而对抑制接头组织中脆性相和提高钎焊接头强度有显著效果.     

轧制道次对SAC305合金焊料焊接性能的影响

目前SAC305预成型焊片大部分依赖进口,主要原因之一是国内SAC305的轧制生产工艺尚未成熟.论文系统论述了SAC305的轧制工艺,为SAC305预成型焊片的产业化生产提供理论依据和技术支持.论文对SAC305合金的压下规程进行了设计,并在室温下按设计的压下规程进行10道次轧制,使用金相显微镜和扫描电子显微镜(SEM)研究了不同轧制道次下对SAC305合金的表面形貌和厚度的影响,并分析了轧制10道次时样品的焊接性能.结果表明轧制道次为10道次时,样品的抗拉强度、屈服强度、延伸率变化在合理范围内,平均最大润湿力为3.41mN,以上指标均已达到SAC305预成型焊片的轧制带要求.     

纳米TiO_2对SnAgCu无铅钎料组织和性能的影响

为提高钎料的抗热疲劳性,制备了添加纳米TiO_2的复合SnAgCu无铅钎料,对其组织、熔点、显微硬度和钎料接头力学性能进行了研究.结果表明,纳米TiO_2颗粒的添加明显细化了钎焊组织,改善了钎焊接头的力学性能和热稳定性能.其中添加0.5%纳米TiO_2颗粒的复合钎料具有最优的综合性能,与SnAgCu无铅钎料相比,熔点降低1.7℃,接头界面的金属间化合物(IMC)层厚度约为4.9 m,相比于SAC钎料(9 m)显著减小,抗拉强度和抗剪强度分别为69.3 MPa和72.6 MPa,分别提高了26.7%和21.2%.     

颗粒形状对粗粒土-格栅界面剪切特性的影响

为研究颗粒形状对粗粒土-格栅界面剪切行为的影响,选择碎石和具有相同粒径分布的玻璃珠作为试验材料,利用动态直剪仪对碎石-格栅和玻璃珠-格栅界面进行一系列单调直剪试验、循环剪切试验和循环后单调直剪试验,分析竖向应力分别为30、60、90 kPa下加筋碎石和加筋玻璃珠界面的单调直剪特性;研究在位移幅值分别为1、3、6、9、12、15 mm的循环加载作用下两种加筋界面的循环剪切特性,并对比分析了循环剪切前、后两种加筋界面单调剪切特性的异同点。结果表明：单调直剪试验中,3种竖向应力下碎石-格栅界面的抗剪强度和最大剪胀量均大于玻璃珠-格栅界面的相应值。循环剪切试验中,在不同剪切幅值的循环加载作用下,碎石-格栅和玻璃珠-格栅界面的循环剪切行为存在差异。循环后单调直剪试验中,碎石-格栅界面循环后的界面抗剪强度较未经受循环加载的界面有所提高,幅值为15 mm的界面除外;所有幅值下玻璃珠-格栅界面循环后的抗剪强度均发生退化。     

Ni102喷焊件的复合强化与应用

本文研究了Ni102喷焊合金加入WC粒子后涂层的结合强度和耐磨性;低、中碳钢母材喷焊Ni102,经整体热处理强化后的剪切结合强度、显微硬度的变化.试验表明;Ni102粉加入50%WC,对结合强度并未产生不良影响,经整体热处理强化的喷焊件弯折抗力明显提高,剪切结合强度也有提高.用上述途径复合强化的甘蔗撕裂刀使用寿命提高三倍     

锡元素对Zn-10Al钎料合金组织及性能的影响

利用OM、XRD衍射仪、SEM及其自带的EDS能谱分析仪、万能试验机研究Sn元素添加量对Zn-10Al钎料合金显微组织、物理性能以及焊接性能的影响.结果表明:Sn元素能够细化Zn-Al钎料共析组织,降低钎料合金熔化温度,提高钎料合金铺展性能以及焊接接头的抗剪强度.添加Sn元素质量分数为12%时,钎料合金在铜板上铺展面积为122 mm2,焊接接头的抗剪强度为53 MPa.当Sn元素质量分数超过12.0%时,铜界面处金属间化合物迅速生长,铺展面积和剪切强度下降.     

成型气氛对超高分子量聚乙烯生物摩擦学性能的影响

研究了热压成型气氛对超高分子量聚乙烯（UHMWPE）力学和生物摩擦学性能的影响.分别在常规气氛和10-3 Pa的低真空环境下通过热压成型工艺制备UHMWPE试样,对其断口形貌、密度、球压痕硬度、冲压剪切强度、抗划痕性能和生物摩擦学性能进行测试分析.结果表明,常规气氛模压成型UHMWPE会在试样内部残留有气孔缺陷;低真空环境下模压成型UHM-WPE能有效地消除试样内的气孔缺陷,并增加其密度、硬度、冲压剪切强度和抗划痕性能.小牛血清润滑下的往复式摩擦磨损结果显示,低真空环境模压成型UHMWPE试样的耐磨性能比常规气氛模压成型的耐磨性能提高18.9%.     

高应力下粗砂与混凝土接触面剪切特性影响因素试验研究

利用改装自RMT-150B的直剪试验仪在不同法向应力下进行了含水量为0%、8%、16%、24%的粗砂与具有4种不同粗糙度、强度混凝土基底的接触面直剪试验。试验结果表明：当法向应力等于2 MPa时,随接触面粗糙度的增加,达到极限抗剪强度的剪切位移先增加后减小;当法向应力大于2 MPa时,达到极限剪切强度的剪切位移基本不再随接触面粗糙度而变化;在法向应力相同的情况下,干砂初始抗剪刚度较湿砂大。依据试验数据回归分析可知：高应力直剪条件下,粗砂与混凝土接触面的剪应力剪切位移关系可用双曲线模型描述。直观分析结果表明：极限抗剪强度受法向应力影响最大,且与应力呈线性相关,其次为接触面粗糙度,含水量的影响略高于混凝土界面强度;初始抗剪刚度随法向应力、接触面粗糙度、基底硬度的增大而增大,接触面初始剪切刚度所受因素影响从大到小依次为法向应力、含水量、接触面粗糙度、基底硬度;颗粒相对破碎受法向应力影响最大,其次为含水量,再次为基底硬度,接触面粗糙度影响最小,并且颗粒相对破碎随法向应力增达而增大,随混凝土粗糙度与基底硬度的增大而减小,随含水量增加存在破碎的破碎峰值。     

非金属材料激光连接工艺与接头性能研究进展

综述了玻璃、陶瓷、聚合物、块体金属玻璃(bulk metallic glass,BMG)等非金属之间及其与金属的激光连接工艺和接头性能的研究进展,分析了激光焊功率、焊接速度、离焦量和施加压力对接头性能的影响;对比了飞秒激光和纳秒激光对金属与玻璃接头剪切强度的影响;探究了玻璃与金属、陶瓷与金属以及陶瓷与聚合物的连接机理及其影响因素;通过添加过渡层,解决了高硼硅玻璃在可伐合金表面的开裂问题,在金属表面制备氧化膜,促进了界面结合,提高了接头性能,同时采用焊前预热和焊后缓冷热处理工艺有效降低了焊后应力,减少了裂纹的产生.     

土-地下结构界面层效应试验研究

用粗糙钢板模拟地下结构面,利用DRS-1型超高压直残剪试验系统,研究了不同法向应力条件下福建标准中砂与地下结构接触面及界面层的剪切力学特性.结果表明：随着法向应力的改变,界面层内土体的力学特性发生明显变化.在相对低应力条件下,接触面及界面层内土体的剪切应力-剪切位移曲线均呈现出应变软化特性,但界面层内土体的抗剪强度高于接触面处的抗剪强度,发生明显的＂界面层强化效应＂;反之,在相对高应力条件下,将发生＂界面层弱化效应＂,即界面层内土体的抗剪强度低于接触面处的抗剪强度,接触面及界面层内土体的剪切应力-剪切位移曲线均呈现出应变硬化特性.利用＂界面层效应因子＂可以衡量界面层效应的类型及其强弱化程度.     

干湿循环下木质素改良粉土抗剪强度特性

为克服粉土强度低、干湿循环性能差的特点,同时解决固体废弃物木质素的资源化利用的问题,将木质素掺入粉土中,形成木质素改良粉土。为研究木质素改良粉土抗剪强度特性及干湿循环性能,对经历干湿循环后的木质素改良粉土进行直接剪切试验和X射线衍射试验,研究了木质素掺量0、2%、5%、8%、12%、15%和干湿循环0、1、2、3、4次对改良土抗剪强度特性的影响。结果表明：掺入木质素可以显著提升粉土的抗剪强度及干湿循环性能;一定干湿循环次数下,改良土的抗剪强度及黏聚力随着木质素掺量的增加先增大后降低,内摩擦角随着木质素掺量的增加先快速增大后基本不变;当木质素掺量为8%时,改良土的抗剪强度、黏聚力和内摩擦角最高。改良土的抗剪强度、黏聚力和内摩擦角均随着干湿循环次数的增加而降低,当木质素掺量为0时,纯土试样经过1次干湿循环即崩解,强度损失率为100%;当木质素掺量为8%时,改良土的强度损失率最低,黏聚力及内摩擦角的降低幅度均较低。X射线衍射试验表明,木质素掺量为8%时,石英、方解石、白云石含量最高,黏土矿物含量较高,钠长石含量最低,这是造成改良土强度及干湿循环性能提升的直接原因。结果显示,当木质素掺量为8%...     

受火后混凝土黏钢界面的剪切性能研究

针对不同的受火温度(250,350,450和550℃)和不同的混凝土强度(C25,C30和C35),进行了混凝土高温受火后黏钢界面剪切性能的试验研究.结果表明,当混凝土受火温度相同时,随着混凝土强度的提高,黏钢界面黏结剪切强度逐渐增大,平均增大幅度在3%左右,最大增大幅度近8%.当混凝土强度等级相同时,界面的黏结剪切强度随着受火温度的升高逐渐降低.当受火温度为450℃时,黏结剪切强度为常温的50%;当受火温度为550℃时,黏结剪切强度仅为常温的38%左右.得到了钢-混凝土黏结剪切强度与混凝土强度的比值随混凝土受火温度升高的退化规律.     

冻融循环作用下不同含石量土石混合料剪切特性分析

为了探究冻融过程对土石混合料剪切特性的影响，采用室内冻融循环试验和大型直剪试验分析了含石量为10%、30%、50%、70%土石混合料试样(均处于最优含水率)和不同循环次数条件下抗剪强度变化规律。结果表明：冻融循环作用对土石混合料试样剪应力-剪切位移关系曲线变化有一定的影响，在高法向应力下随循环次数的增加剪应力峰值显著降低。     

灰铸铁制动鼓的热循环开裂分析及表面改性

针对重型卡车在连续刹车时频繁地冷热循环容易造成制动鼓失效开裂的问题,提出一种提高灰铸铁制动鼓抗热开裂性能的表面改性方法——搅拌摩擦焊。实验以灰铸铁(HT250)制动鼓为研究对象,采用循环淬火处理模拟制动鼓的服役工况,淬火处理时的温度为900℃,冷却方式为水冷。利用维氏硬度测试仪测量淬火前后试样的硬度变化,结合扫描电镜、能谱仪和金相显微镜表征试样的微观组织和裂纹形貌。实验结果表明：频繁的冷热循环是导致制动鼓开裂失效的主要原因,经历20次循环淬火处理后,裂纹开始在石墨与珠光体界面处萌生,且主要沿着石墨长度方向扩展,裂纹周边生成了氧化铁新生相;此外,循环淬火处理后灰铸铁的维氏硬度有所提高,但硬度分散性增大;经历相同循环淬火次数后,表面改性试样比原始试样的裂纹数量更少,且裂纹长度更短,这主要是因为表面改性后灰铸铁表面的石墨组织长宽比减小,且珠光体片层间距减小,提高了裂纹萌生和扩展的阻力,从而导致灰铸铁制动鼓的抗热开裂性能提升。     

基于深层QPQ技术的氧化工艺影响工件表面硬度的研究

研究了基于深层QPQ技术的氧化工艺对工件表面硬度的影响。首先将工件经过645℃的高温盐浴渗氮(QPQ)处理1.5 h,再通过不同的温度进行氧化处理,氧化温度在225℃到420℃之间选取7个温度。由试样的表面硬度数据可知:随着氧化温度的降低,试样的表面硬度有所提高。通过X射线衍射分析得出:表面硬度的提升是由于试样在氧化时含氮奥氏体层中有纳米级的含氮物质析出,纳米级的弥散分布在奥氏体层起到弥散强化的作用,从而提升表面硬度。     

抛填骨料路面混凝土的研究

通过在路面混凝土中抛填一定量的粗集料,制成粗集料嵌锁型路面混凝土,并对其力学性能以及界面过渡区的显微硬度分布进行了研究。结果表明:抛填粗集料后,路面混凝土的7 d和28 d抗折强度有所提高,7 d和28 d抗压强度有显著提高,粗集料抛填量为8%～10%时强度达到最大值;掺粉煤灰的混凝土抛填骨料后强度有明显增加;抛填骨料路面混凝土的收缩率显著降低,弹性模量有所提高,显微硬度测试表明抛填骨料表面的界面过渡区比普通集料窄,且显微硬度更高。由此可见抛填干燥的骨料会吸收浆体水分,增强界面过渡区,有利于提高混凝土的性能。     

SnAgCu-Bi-Ni无铅微焊点的电迁移行为

以直径为400μm的SnAgCu-Bi-Ni(Ag<1%)微焊点为对象,研究了微焊点在电流时效过程中的电迁移行为.对球栅阵列(ball grid array,BGA)焊点组装电路在不同温度下进行不同时长的电流时效试验.从焊点微观组织和硬度梯度的变化两个方面分析了电迁移现象的行为规律.研究结果表明,电迁移试验后焊点阴极区域金属间化合物(intermetallic compound,IMC)分解,附近形成大量微空洞,Cu焊盘大量消耗,焊点中部和阳极形成了大量(Cu,Ni,)6Sn5化合物,附近形成大量小丘,电迁移作用导致焊点内部微硬度形成由阳极向阴极递减的梯度分布,较高的试验温度显著加快电迁移进程.     

桩-土界面的非等温不排水剪切行为分析

为了研究界面粗糙度、温度变化和超固结比(over consolidation ratio,OCR)对桩-土界面剪切强度、孔压响应和体积变形影响,采用应变式直剪仪对直剪盒加以改造,分别对光滑和粗糙两种混凝土-饱和黏土界面进行非等温固结不排水剪切试验.结果表明,当OCR≤3时,随着OCR值减小,从室温升温或者降温和提高界面粗糙度均能提高界面剪切强度,孔隙水压力为正值,升温或者降温时的孔压均低于室温情况;当OCR=6时,孔隙水压力为负值,在剪切过程中发生剪胀,升温或者降温反而会略微降低界面的剪切强度.当OCR≤3时,增大界面粗糙度或升高温度,都会削弱土体的软化现象,而降温会强化土体的软化现象;当OCR=6时,界面剪切性质基本不变.说明界面粗糙度和温度变化对界面剪切特性的影响只在OCR值较小时比较显著,当OCR值足够大时,影响基本可以忽略.