亚铁氰化钾对以次磷酸钠为还原剂化学镀铜的影响

研究亚铁氰化钾对化学镀铜沉积速度、镀层成分、电阻率、微观结构、表面形貌和化学镀铜过程中氧化还原反应的影响.添加亚铁氰化钾可以显著降低沉积速度,使镀层变得均匀致密,颜色也从棕黑色变为亮铜色,电阻率明显降低.添加亚铁氰化钾还可使镀层P含量略微降低,改善镀层微观结构,晶粒尺寸增大,镀层由(111)晶面择优取向变为(220)晶面择优取向.亚铁氰化钾主要通过吸附作用抑制在镀层表面发生的次磷酸钠氧化反应而降低化学镀铜沉积速度.亚铁氰化钾还可明显降低化学镀铜过程中NaH2PO2/CuSO4消耗摩尔比.     

喷射电沉积Cu-Al2O3复合电铸层性能研究

利用喷射电沉积工艺制备了Cu-A l2O3纳米复合铸层,分析了纳米A l2O3颗粒添加量,阴极电流密度以及电铸液喷射速度对复合电铸层中纳米颗粒复合量的影响,采用扫描电镜(SEM)及其附带的能谱仪(EDS)对复合电铸层的微观形貌和铸层成分进行了分析,研究了复合电铸层中纳米颗粒复合量对其显微硬度的影响。结果表明,铜沉积层具有纳米晶微观结构,平均晶粒尺寸约为50 nm;纳米A l2O3颗粒在沉积层中的复合量可达14.43(at%);纳米复合铸层的显微硬度有明显提高,约为普通粗铜的10.5倍.     

喷嘴口径对喷射电铸快速成形规律的影响(英文)

针对目前金属型快速成形工艺的主要缺点,提出了金属型快速成形的新方法—喷射电铸。介绍了喷射电铸的基本原理,研制了试验装置,采用优化的工艺参数制备了具有简单形状金属铜样件,运用扫描电子显微镜和X-ray衍射仪等现代分析手段对纳米晶微观结构进行分析。讨论了喷嘴口径对电铸速度、成形精度、扫描间隔等参数的影响。结果表明,喷嘴口径同电铸速度基本上呈线性关系,喷嘴口径大时,相应地增大了电铸面积,提高了电铸的速度;喷嘴口径与定域性有密切关系,喷嘴口径小,则定域性好,尺寸精度好。喷射电铸能显著提高极限电流密度,细化晶粒,改善铸层质量。铜沉积层具有纳米晶微观结构,平均晶粒尺寸约为40nm。     

添加SeO2对电沉积纳米晶Cu的影响

采用扫描电镜、X射线衍射等方法,研究了SeO2作为添加剂对直流电沉积纳米晶Cu表面形貌、微观结构和硬度的影响.结果表明,加入O.02 g/L SeO2可使沉积层表面平整致密,沉积Cu层的(111)晶面择优取向程度上升,晶粒尺寸减小至27.9 nm左右,显微硬度升至277 HV,约为粗晶铜硬度的6倍.     

高性能微细电铸的实验研究

将纳米稀土La2O3作为添加剂,研究其在微细电铸镍工艺过程中的影响.采用SEM等现代分析手段对微细铸层微观结构和性能进行了测试.结果表明:纳米La2O3能够在阴极沉积表面发生特性吸附,具有增大阴极极化,细化微细电铸层晶粒,获得的微细铸层的显微硬度和耐磨性等力学性能比普通电铸层有大幅度的提高.     

磁控溅射铜薄膜微观结构对其电爆性能的影响

采用直流磁控溅射法在不同溅射功率和工作气压条件下沉积Cu薄膜,对其进行X射线衍射、原子力显微镜、电阻率测试,分析了工艺参数对Cu薄膜的沉积速率、微观结构和电阻率的影响。通过紫外光刻技术将Cu薄膜制成桥箔,采用电爆测试平台获得Cu桥箔的电爆参数,研究了Cu薄膜的晶粒尺寸、择优取向对其电爆性能的影响。结果表明:随溅射功率的增大,Cu薄膜的沉积速率增加、晶粒尺寸增大、Cu(111)晶面择优取向特性变差,且电阻率降低;随溅射工作气压增大,Cu薄膜的沉积速率降低、晶粒尺寸减小、Cu(111)晶面择优取向越明显,且电阻率增加。对于相同桥区参数的Cu桥箔,晶粒尺寸越小,其爆发时刻就越早;Cu(111)晶面择优取向越明显,其爆发电流和峰值功率就会越大。     

退火对高速电铸镍组织和塑性的影响

采用高速电铸方法制备电铸镍,研究退火温度对电铸镍的微观组织和力学性能的影响。分别利用光学显微镜、X射线应力测定仪、显微硬度计来分析电铸镍的微观组织,残余应力和维氏硬度HV的变化,并通过拉伸实验测定电铸镍的伸长率和抗拉强度。结果表明:电铸镍分为内层和外层两个区域,内层由粗大的柱状晶组成,外层由细小的柱状晶组成,退火时电铸镍发生回复和再结晶;未经退火处理的电铸镍伸长率为14%,内层硬度为193,外层为263,抗拉强度σb为625MPa;经不同温度退火后,电铸镍的塑性均有改善,硬度和抗拉强度均有下降。电铸镍在550℃退火2h后,伸长率可达32%,内层硬度为173,外层为165,σb为460MPa。     

超声波功率密度对镀镍层组织结构和内应力的影响

为了获得性能良好的镍镀层并将其用于电真空器件,在瓦特镍体系镀镍过程中引入超声场电沉积。利用扫描电子显微镜(SEM)、激光共聚扫描显微镜(CLSM)、孔隙率测试、X射线衍射仪(XRD)、弯曲阴极法研究了超声波功率密度对镀镍层形貌、粗糙度、孔隙率、物相、内应力的影响。结果表明:超声可以有效消除镀镍层的针孔现象,当超声波功率密度小于0.24 W/cm2时,镀层结晶颗粒细小、致密、孔隙率相对较小;超声波功率密度增加,有利于镀层在(200)晶面上的生长,晶面择优取向由(111)向(200)晶面转变;超声可以降低镀层的内应力,不用超声时为280 MPa,超声波功率密度0.48 W/cm2时降至120 MPa左右。     

氨基磺酸盐镀镍过程中内应力产生及变化的因素与机理

电沉积镍用途广泛,但常因应力问题而影响其应用.为此,采用薄片阴极弯曲法研究了氨基磺酸盐体系电镀镍层内应力的影响因素并对镀层内应力的形成机理进行了初步探讨.结果表明,升高电解液温度或降低阴极电流密度可以降低电镀镍层的拉应力;当电解液pH值为4.3时,电镀镍层具有最大的压应力,高于或低于此值时镀层的压应力减小,直至出现拉应力;电解液中Cl-浓度的增加会增加电镀镍层的拉应力.X射线衍射分析表明,电镀镍层的应力特性与其微观结构密切相关,镀层处于压应力时具有(200)择优取向;镀层处于拉应力时具有(220)和(111)择优取向.     

PI衬底上电沉积Cu薄膜的晶面择优取向

采用硫酸盐电沉积法,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段研究了不同电沉积条件下在PI膜表面制备的Cu薄膜的品而择优取向、平均晶粒尺寸及表面形貌.结果表明,沉积层的晶面择优取向受Cu薄膜厚度和电流密度影响,电流密度较小(0.2 A/dm2)和较大(3.5～5.5 A/dm2)时,电沉积Cu膜分别容易得到(111)和(220)晶面择优取向,较大电流密度有利于晶核的形成,薄膜表面平均颗粒尺寸较小.     

超声振动辅助铝/钢激光–MIG熔钎焊外观成形、组织以及拉伸性能研究

目的 利用超声振动改善铝/钢对接接头界面的微观结构,降低气孔缺陷并提高接头力学性能。方法 通过超声振动辅助激光–MIG焊接方法实现铝/钢异种金属连接,采用光学显微镜观察焊缝形貌,采用金相显微镜和扫描电子显微镜观察焊缝和界面微观结构,利用拉伸试验机测试接头的拉伸强度。结果 超声振动的施加提高了熔融金属的润湿铺展性能,减少了焊缝中的气孔缺陷,并降低了界面层金属间化合物的厚度。带有余高和去除余高的接头拉伸强度由未加超声的175 MPa和154 MPa分别提高到189 MPa和172 MPa。结论 利用超声振动的声流、空化效应有效改善了熔融金属的润湿铺展性能和界面微观结构,并在一定程度上消除了气孔缺陷,进而提高了接头的力学性能。     

超声对直接激光沉积钛基复材中未熔TiC聚集现象的影响

目的 改善直接激光沉积TiCp增强TC4复合材料中未熔TiC(Unmelted TiC,UMT)的聚集情况,提高钛基复合材料的力学性能。方法 利用定点超声辅助直接激光沉积工艺制备了20%、30%(质量分数)TiCp/TC4复合材料,通过金相显微镜观察UMT的分布情况,采用X射线衍射仪分析物相组成、衍射峰强度与半峰宽变化。通过扫描电子显微镜(SEM)进一步分析样件的微观组织,并使用SEM配备的能谱仪模块对元素分布情况和元素含量进行分析,同时观察拉伸样件的断口微观形貌和初生TiC情况。分别采用显微硬度仪和微机控制电子万能试验机测试样件的显微硬度与拉伸性能。结果 超声产生的声流、空化和机械效应不断搅拌熔池,增大了熔池的润湿性,初生TiC熔化/溶解更加充分,改善了UMT在熔覆层边缘的聚集情况。在超声能场辅助作用下,20%、30%(质量分数)TiCp/TC4复合材料的平均显微硬度分别提升了8.4%和12.7%,极限拉伸性能分别提升了8.0%和15.0%。结论 定点超声高频振动可以有效改善UMT聚集现象,使TiCp在TC4基体中分布得更加均匀,增强了熔覆层间结合强度,最终使沉积件力学性能得到提升。     

GH600高温合金重熔层组织结构对激光焊接性能的影响研究

目的 研究GH600高温合金重熔层组织对T形激光焊接强度的影响。方法 采用激光焊工艺制备GH600高温合金T形焊接接头,采用金相显微镜、扫描电子显微镜和能谱仪观察重熔层去除前后焊接接头的显微组织和元素分布。采用电子万能试验机测试去除重熔层前后焊接接头的力学性能,采用维氏硬度计测试焊接接头的硬度。结果 去除重熔层的焊接接头的抗拉强度约为1 400 MPa,约为未去除重熔层焊接接头抗拉强度的3倍。结论 焊接强度下降的主要原因如下:重熔层内部存在较大的内应力和缺陷;二次结晶时内应力释放;第二相对晶界的钉扎失效使晶粒异常长大,进而形成白带层。     

近红外光纤激光与蓝光半导体激光焊接紫铜工艺对比研究

目的 提高紫铜激光焊接接头的力学性能,并分析激光工艺参数对焊缝外观及焊缝微观组织的影响规律。方法 分别对蓝光半导体激光与近红外光纤激光焊接紫铜的工艺参数进行优化设计,采用光学显微镜观察焊缝的外观形貌,采用拉力机测试焊缝的抗拉强度,采用金相显微镜观察和分析焊缝的微观组织。结果 当采用近红外光纤激光进行焊接时,功率为2 000 W,焊接速度为20 mm/s,焊缝抗拉强度为156 MPa。当采用蓝光半导体激光进行焊接时,功率为500 W,焊接速度为20 mm/s,焊缝抗拉强度为246 MPa,达到母材抗拉强度的80%。结论 由于铜对蓝光波长的吸收率较高,当采用蓝光半导体激光进行焊接时,热量输入较低,焊缝的变形相对较小,并且焊缝中心各个方向上的温度梯度相同,容易形成等轴晶,有利于力学性能的提高。     

改性PET的微孔注塑成型

采用均苯四甲酸二酐(PMDA)扩链增粘改性后的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)(M-PET)进行Mucell微孔注塑成型实验。扫描电镜(SEM)结果表明,M-PET具备了维持良好泡孔形态所需的熔体强度,其微孔注塑制品分为皮层、中间层与芯层三部分。通过正交实验和信噪比(S/N)分析法,考察了M-PET在微孔注塑成型过程中各重要操作参数对制品拉伸强度的影响。研究结果表明,高的熔胶量,适中的发泡剂含量和熔体温度,以及较低的射胶速率和模具温度有利于提高制品的拉伸强度,在各操作参数中,熔胶量对制品拉伸强度影响最大。获得了发泡样条力学性能与减质量之间的关系。     

镍磷-纳米碳管复合镀层的力学性能

采用化学复合镀的方法, 在铜箔基体上进行Ni-P-纳米碳管复合镀。用金相显微镜、扫描电子显微镜、显微硬度计、万能拉伸试验机等实验手段研究复合镀试样的组织和性能。结果表明: 随着镀液中纳米碳管含量的增加, 复合镀层表面的粒度变小, 硬度增加; 最大延伸率、断面收缩率和拉伸断口侧面的裂纹密度增加, 但抗拉强度、断裂强度和弹性模量降低。      

Electroforming of TiB2-Reinforced Copper Matrix Electrode for EDM

TiB₂ particle-reinforced copper matrix composite is electroformed in copper sulfate on stainless steel plate. The impact of the particle content in electroforming solution on the surface morphology, hardness, and electrical conductivity of the electroformed composite are studied, and the influence of electroforming current density on the effective content of particles in the composite is also analyzed. The results show that when the content of particles in electroforming solution is 25 g/L, the current density is 4 A/dm², particles in the electroformed composite are well-distributed, and the average grain diameter can be reduced to 20 µm. The microhardness of Cu/TiB₂ composite reinforced by particles with diameter of 3 µm is 25% higher than that of electroformed copper, and its conductivity remains 86% of the copper.     

铜/钢爆炸焊接头界面组织及力学性能研究

为了揭示铜/钢爆炸焊接的结合机理,采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和纳米压痕仪等对T2纯铜/Q245钢爆炸焊接头结合界面组织和微力学性能进行了分析.结果表明:T2纯铜/Q245钢爆炸复合板结合界面呈现较规则的正弦波形,界面结合良好,界面处原子发生强烈扩散,形成了过饱和铜钢固溶体;界面不同区域固溶体微力学性能不同,纳米硬度在2.02~3.08 GPa,弹性模量在129.6~172.1 GPa;由界面弹性模量分布云图可知,固溶体层连续分布在界面上,由于界面原子扩散程度不同,部分区域的固溶体层厚度很薄,在光镜下很难识别,而在波峰处固溶体则比较明显.固溶体的弹性模量均比铜基体的大,其原子键合强度强于铜基体原子,在一定程度上增强了界面的结合强度,从而使界面的结合强度高于铜基体;爆炸焊接头的拉剪试验断裂位置均位于铜侧,也证实了界面结合强度高于铜基体的强度。     

Experimental study on capillary and mechanical properties of a porous nickel–copper composite

A novel porous nickel–copper composite was designed and fabricated by sintering a mixture of a high-porosity open-cell copper foam plate and fine nickel powder. The microstructure of the porous nickel–copper composite was characterised by the scanning electron microscope. The effects of sintering temperature and dwelling time on the sintering shrinkage, sintered porosity, capillary performance and mechanical properties of the porous composite and monoporous sintered nickel powder were investigated experimentally. The nickel–copper composite presented significant lower sintering shrinkage, higher porosity, lower tensile strength and better capillary performance than the sintered nickel powder under all sintering conditions. The sintering temperature has more influence than the dwelling time on both the capillary performance and tensile strength of the sintered composite.     

焊后时效处理对6082-T6铝合金搅拌摩擦焊接头的影响

对6082-T6铝合金搅拌摩擦焊接头进行自然时效和人工时效处理,通过透射电子显微镜、扫描电子显微镜、拉伸实验机和显微硬度计对组织演变和力学性能进行研究。结果表明:人工时效处理后显微硬度比焊态和自然时效高10~25HV,提高焊核区和热机影响区硬度效果明显好于自然时效。经过焊后自然时效、人工时效的焊接接头力学性能得到一定程度的提升,人工时效析出相比自然时效析出相抗拉强度提高12%,延伸率降低9%,人工时效提高拉伸强度效果更明显。人工时效处理后,焊核区组织发生显著变化,NZ主要为GP区,经过人工时效后NZ强化效应随团簇和GP区尺寸增大及数量增多而加强。HAZ主要为粗大的β′,经过人工时效后变化不大,硬度基本保持不变。通过对微观组织进行研究发现析出物的形状由界面能和应变能决定。