ZnO-Al2O3-B2O3-SiO2系微晶玻璃结晶行为及对金刚石磨料的润湿性

为改良微晶玻璃结合剂,以熔融法制备锌铝硼硅系微晶玻璃,研究硼硅比和烧结工艺对其热学、力学性能,析晶行为,显微结构及对磨料的润湿性的影响。发现:硼含量增多,锌铝硼硅系玻璃的热膨胀系数升高、耐热性下降、抗弯强度先升高后降低;硼含量过高时,结合剂完全包覆磨料,不利于磨削加工。另一方面,硅含量增多,玻璃的黏度增大、对磨料的润湿性能变差;硅含量过高时,试样抗弯强度不足。ZABS系微晶玻璃的最佳配比w_B:w_Si=1:1。热处理工艺为710℃时保温2 h,得到的试样的热膨胀系数为5.132 7×10-6℃-1,抗弯强度达78 MPa,对磨料的润湿性好。      

电子束毛化对硼硅玻璃在可伐合金表面润湿性的影响

增加实际紧密接触面积能提高玻璃在金属表面的润湿性,文中提出了一种将可伐合金表面进行电子束毛化的方法来提高表面粗糙度. 采用座滴法研究了硼硅玻璃在毛化后可伐合金表面的润湿性. 结果表明,电子束毛化可以增大可伐合金表面的有效接触面积,促进熔融玻璃的润湿铺展,润湿角随着加热温度的升高和保温时间的延长而逐渐减小. 硼硅玻璃和氧化层之间的主要反应产物为Fe₂SiO₄,金属表面的高能束毛化和预氧化处理有效促进了玻璃-金属的机械-化学结合,有利于提高玻璃与金属的连接强度.     

ZnO-Al2O3-B2O3-SiO2系微晶玻璃的研究

研究了能与可伐合金匹配封接的ZnO-Al2O3-B2O3-SiO2系微晶玻璃,其膨胀系数为5.2×10-6/℃,采用该微晶玻璃的封接器件绝缘电阻可达1×1013Q·cm.通过对该微晶玻璃的差热曲线分析,确定了其热处理制度;用X射线衍射仪和扫描电镜研究了该系统的主晶相,其主晶相为ZnAl2 O4、ZnB2O4和少量的NaSiAl2O4晶体.通过控制碱金属离子进入晶格,可明显提高微晶玻璃的绝缘电阻.     

Al_2O_3陶瓷与可伐合金钎焊的研究进展

Al_2O_3陶瓷与可伐合金复合构件在电子封装、航空设备和机械工程等领域均有广阔的应用前景,但因Al_2O_3陶瓷与可伐合金理化性能的差异,焊接界面常存在焊接残余应力大、难以形成良好化学冶金结合等问题。总结Al_2O_3陶瓷与可伐合金采用真空钎焊、部分液相瞬时钎焊和镀膜钎焊的研究进展,阐述Al_2O_3陶瓷与可伐合金同钎料之间界面结合机理,展望Al_2O_3陶瓷与可伐合金钎焊的发展趋势。     

纯铝与石墨、SiC和Al_2O_3的润湿性

纯铝与过滤材料和夹杂物之间的润湿性是影响铝的过滤性能的重要因素。在10-8bar真空条件下于1000~1300°C,研究液态铝与氧化铝、SiC和石墨之间的润湿角。为了描述铝的过滤和浇铸等在低温条件下铝与陶瓷的润湿行为,使用半经验模型进行研究。计算出的700°C的纯铝与氧化铝的润湿角为97°,与玻璃体石墨的为92°,与单晶和多晶石墨的为126°,与单晶的为SiC79°。结果表明：在浇铸温度下铝不能润湿氧化铝和石墨（或者Al4C3）,但可以润湿SiC。因此,为了让铝能够浸润过滤材料,在铝过滤时需要施加一个压力差作为推动力。提高温度也可以改善铝与陶瓷间的润湿性。     

采用红土矿和海砂矿制作的Mg O-Al_2O_3-SiO_2微晶玻璃的结构和性能

以红土矿和海砂矿作原料,通过加热至1 200℃保温1 h随后加热至1 500℃保温2 h炉冷的高温还原工艺制备了Mg O-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃和Ni-Fe合金。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、维氏硬度计等研究了源于海砂矿的Ti O_2含量对MgOAl_2O_3-SiO_2微晶玻璃的结晶行为、主晶相、微观结构和性能的影响。结果表明:随着每100 g红土矿中TiO_2含量从0增加到2 g,微晶玻璃中逐渐析出堇青石相,其密度和维氏硬度逐渐提高;含2 g Ti O_2的微晶玻璃的密度和维氏硬度最高,分别为2.896 g/cm~3和8.456 GPa;当Ti O_2含量增加至2 g以上时,微晶玻璃中开始析出假蓝宝石相并逐渐成为主晶相,其密度和维氏硬度随之下降。此外,Ti O_2含量不同的微晶玻璃的耐酸、耐碱度均达到了99%以上。     

电子封接件可伐外壳与CuW_(80)的钎焊工艺探讨

为使CuW80与可伐2种合金有效焊接,达到气密性和平整度等技术要求,预先在CuW80合金片上化学镀5～8μm镍层,改善钎料对CuW80的润湿性并提高其填缝能力。然后以银铜共晶合金AgCu28作为焊料,使用N2气保护连续钎焊炉在焊接温度850℃左右(可伐-玻璃熔封温度),一次性完成对化学镀镍的CuW80与可伐外壳钎焊及可伐外壳与玻璃封接的工艺试验。     

55%SiCp/6061Al复合材料与PbO-ZnO-B2O3玻璃封接机理研究

主要研究了55%SiCp/Al复合材料与PbO-ZnO-B_2O_3玻璃封接过程中的润湿性和界面结合机理。研究结果显示:随温度升高,玻璃在4种母材上的铺展面积逐渐变大,润湿角减小,润湿能力提高,Al_2O_3陶瓷和SiC陶瓷与玻璃封接的铺展面积较大,润湿角较小,润湿性要优于复合材料。在450~490℃范围内将玻璃与55%SiCp/6061Al进行封接时,当封接温度高于470℃,在封接界面出现气泡,且随着温度升高气泡数量增多,尺寸变大;在460℃下封接时,玻璃与55%SiC/Al复合材料封接界面存在约为12μm的元素互渗区域,490℃时玻璃与Al_2O_3陶瓷的界面分界线清晰,与SiC陶瓷封接界面处,偏向玻璃侧存在SiC颗粒的渗入。     

硅酸盐玻璃与可伐合金润湿反应界面分析

通过玻璃在未预氧化可伐合金表面直接润湿的方法,在不同加热温度下、保温相同时间的条件下进行实验。用显微镜测量实验试样润湿角和润湿直径;利用SEM和EDS对反应界面的微观形貌、化学成分和元素扩散进行了研究,得出反应界面与润湿角的关系。结果表明,随着加热温度的升高,在未氧化可伐合金表面润湿角依然不断减小,可以达到良好的润湿效果;当温度达到1000℃时,润湿效果达到良好状态,界面反应层Fe2Si O4溶解于玻璃速度快于生成Fe2Si O4的速度时,反应层越来越少,进而促进上层玻璃与合金继续反应导致润湿角越来越小,润湿效果越来越好。     

固体氧化物电化学装置用高温SiO_2-Al_2O_3-BaO-MgO和SiO_2-Al_2O_3-ZrO_2-CaO-Na_2O玻璃陶瓷密封剂（英文）

制备了在燃料电池中作为密封剂使用的操作温度可达700~900°C的SiO_2-Al_2O_3-BaO-MgO和SiO_2-Al_2O_3-ZrO_2-CaO-Na_2O系玻璃陶瓷。采用同步热分析和高温膨胀测量技术,对所研究的玻璃陶瓷的热性能和其与燃料电池用材料(YSZ电解质,合金连接器Crofer22APU,15Х25Т)的匹配性能进行研究。采用原子发射光谱对玻璃陶瓷的元素成分进行分析。结果表明,45%SiO_2-15%Al_2O_3-25%BaO-15%MgO陶瓷的线膨胀系数为10.0×10-6°C-1,60%SiO_2-10%Al_2O_3-10%ZrO_2-5%CaO-15%Na_2O的为9.5×10-6°C-1。采用扫描电镜对YSZ/玻璃陶瓷/Crofer22APU的界面结构进行分析。SiO_2-Al_2O_3-BaO-MgO玻璃中的硅酸盐相发生了晶化,采用拉曼光谱和X射线衍射对晶化产物进行了分析。与非晶玻璃相比,所研究的玻璃陶瓷作为电化学或氧传感器中的密封剂使用时具有更佳的性能指标。而SiO_2-Al_2O_3-ZrO_2-CaO-Na_2O低温非晶陶瓷可以作为燃料电池中的密封剂使用。     

Al_2O_3弥散强化铜与CuCrZr合金的真空钎焊及热处理一体化工艺研究

采用Ag-Cu-Ti钎料对Al_2O_3弥散强化铜与CuCrZr合金进行真空钎焊,研究了钎焊温度和保温时间对钎焊接头组织和性能的影响,分析了经真空钎焊后直接淬火+时效处理对母材CuCrZr合金及接头性能的影响.结果表明,钎焊温度过低或保温时间过短,钎料与母材相互冶金作用较弱,接头性能较差;钎焊温度过高或保温时间过长,钎料向弥散铜中毛细渗入严重,焊缝中出现孔洞,接头强度也下降.经过随后的时效处理可以部分恢复母材CuCrZr合金的性能.     

La_2O_3掺杂对二硅酸锂微晶玻璃析晶行为和力学性能的影响

以P_2O_5 和 ZrO_2 为复合成核剂,Sb_2O_3为澄清剂,通过传统熔体冷却法制得掺稀土La_2O_3的SiO_2-Li_2O-K_2O- B_2O_3系统基础玻璃.利用DSC、XRD、SEM和力学性能测试等方法研究La_2O_3含量对玻璃析晶行为、析出晶相种类及微晶玻璃力学性能的影响.结果表明:La_2O_3含量对基础玻璃的第一析晶峰对应的温度影响较大,对第二析晶峰对应的温度影响不明显;当La_2O_3的含量小于0.40%(摩尔分数)时,La_2O_3的引入不改变微晶玻璃主晶相类型;当La_2O_3含量增加到0.80%时,La_2O_3直接参与晶相组成,析出LaPO_4晶相;同时,La_2O_3的引入提高了二硅酸锂晶相的析出温度;当La_2O_3含量为0.40%时,微晶玻璃的抗弯强度和弹性模量达到最高值,分别为328 MPa和143 GPa;当La_2O_3含量小于0.40%和大于1.20%时,微晶玻璃的断裂韧性随La_2O_3的增加变化较小;当La_2O_3含量为0.40%～1.20%时,微晶玻璃的断裂韧性随La_2O_3含量的增加而大幅度增加,最大断裂韧性达到3.34 MPa·m~(1/2).     

Ni—Ti焊料部分液相瞬间连接高纯Al2O3—Kovar工艺的研究

通过Ti-Ti活性焊粒部分液相瞬间连接工艺，实现了高纯Al2O3陶瓷和可伐合金（Kovar）的气密性连接。结果表明焊缝区呈现明显的“三明治”夹层结构，两侧主要为Ti2Ni金属间化合物层，中间为较厚的Ti固溶体层。接头强度最初随保温时间延长增加，但与焊接温度之间没有明显的单调关系。     

Ce对Al_2O_3/中锰钢界面润湿性的影响及其机理SCIEI

本文以Al_2O_3/中锰钢复合材料为对象,探讨了在不同温度和保温时间下Ce对润湿角的影响及其作用机理。结果表明,适量Ce或在较高的温度及较长的保温时间下,可以使润湿角显著下降,由不润湿转化为润湿。Ce改善润湿性的机理是其在界面上的吸附、富集及所产生的界面化学反应,反应产物是CeAlO_3。界面反应程度决定了最终润湿角的大小,建立的界面润湿角复合规则:cosθc=f_1cosθ_1+f_2cosθ_2较好地反映了润湿角的变化规律。     

氧化锆陶瓷与Kovar 4J28合金的金基钎焊研究

采用Au-Cu-Pt合金钎料带,对氧化锆陶瓷与Kovar 4J28合金进行了钎焊研究,探讨了钎焊温度和保温时间对接头强度的影响,并分析了氧化锆陶瓷与4J28合金的界面结合情况。结果表明,氧化锆陶瓷与Kovar 4J28合金在1040℃保温20 min焊接,得到的焊接器件能够承受最大的剪切强度为85 MPa;在压力差为60 k Pa时,封接器件不泄漏。     

铝电解用NiFe2O4-Cu金属陶瓷惰性阳极的制备

以高温固相合成法合成的NiFe2O4陶瓷粉体和金属Cu粉为原料, 采用冷压-烧结法制备了Cu含量在5%～20%之间的NiFe2O4-Cu金属陶瓷惰性阳极, 研究了烧结气氛和烧结温度对其物相组成、微观形貌和基本物理性能的影响. 结果表明 通过控制烧结气氛中氧分压在NiO和Cu2O的离解反应平衡氧分压之间, 可以制备出具有目标物相组成的NiFe2O4-Cu金属陶瓷; 烧结温度和保温时间对所得NiFe2O4-Cu金属陶瓷的相对密度有较大影响; NiFe2O4和Cu之间的不润湿性限制了NiFe2O4-Cu金属陶瓷烧结温度的提高和保温时间的延长, 在保证金属相分布均匀且不溢出的前提下, 所制备的NiFe2O4-Cu金属陶瓷的相对密度较小; 金属相Cu含量越高, NiFe2O4-Cu金属陶瓷最高烧结温度越低、最长保温时间越短, 从而相对密度越低、孔隙率越高; 除了尽量降低金属相含量外, 还可向NiFe2O4-Cu金属陶瓷中添加其他金属如Ni和Co等, 以改善陶瓷相与金属相之间的润湿性, 以提高烧结温度, 进而提高其相对密度和耐腐蚀性能.     

Al_2O_3-SiO_2/AZ91D镁基复合材料的挤压浸渗制备工艺及微观组织和界面的研究

采用挤压浸渗法制备Al_2Or_3-SiO_2/AZ91D复合材料.改进制备工艺,利用价格低廉且来源广泛的硅酸铝短纤维作增强体,用磷酸铝作黏结剂制得预制体.在预制体温度660℃、模具温度560℃、浇注温度760℃和压力30～50MPa下,通过挤压浸渗工艺制备AZ91D镁基复合材料.采用光学显微分析、XRD衍射分析、SEM扫描分析等方法研究该复合材料.结果表明,镁与磷酸铝黏结剂反应后在界面上生成一定数量的Mgo颗粒和少量的MgAl_2O_4颗粒,致使硅酸铝增强纤维和镁合金基体之间形成较强界面结合.复合材料组织致密、无明显孔洞及夹杂等铸造缺陷.其界面上的反应产物主要有MgO、MgP_4、MgAl_2O_4和Mg_2Si     

镁合金等离子喷涂Al/Al_2O_3涂层的耐腐蚀性能

采用等离子喷涂技术在AZ31镁合金表面制备Al/Al_2O_3复合涂层,测试了镁合金及表面喷涂有Al/Al_2O_3复合涂层的镁合金试样的极化曲线,研究了没有涂层、经封孔处理和未经封孔处理的喷涂有复合涂层的镁合金三种试样在浸泡腐蚀和5%NaCl盐雾腐蚀情况下的耐腐蚀性能及其腐蚀行为.结果表明,经封孔处理的Al/Al_2O_3复合涂层镁合金试样在上述腐蚀条件下的耐腐蚀性均优于镁合金和涂层未封孔处理的试样,在浸泡试验中未封孔处理的涂层试样比镁合金腐蚀更加严重,在盐雾试验中却优于镁合金.     

La~(3+)掺杂Y_2O_3透明陶瓷制备及发光性能

以Y2O3为基质材料,掺杂不同含量的La3+,采用机械力化学法制备纳米粉,粉体压制后在真空度1×10-3Pa下烧结得到La3+掺杂Y2O3透明陶瓷。采用透射电子显微镜(TEM)观察粉体一次颗粒形貌,扫描电镜(SEM)观察样品表面形貌,HV-1000型维氏硬度计测定样品硬度和断裂韧性,阿基米德法测定烧结后试样的相对密度,自动记录分光光度计测定试样透过率。结果表明:制备的La3+∶Y2O透明陶瓷透光率可达80%,掺杂La3+可以显著降低La3+∶Y2O3透明陶瓷的烧结温度;随着La2O3添加量的提高,样品透光率逐渐提高,但La2O3添加量过大会造成点阵畸变严重;随着La2O3添加量的提高,样品相对密度、维氏硬度和断裂韧性均逐渐提高,最后趋于平稳;随着保温时间延长,样品透光率也逐渐增大,继续增大保温时间,透光率趋于平缓。结合样品的透光率、相对密度、维氏硬度和断裂韧性考虑可知La2O3适合掺杂量、烧结温度和保温时间分别为10at%、1550℃和3h。