液态金属与陶瓷界面润湿性的研究进展

综述了陶瓷表面粗糙度、晶体取向以及合金元素等对金属/陶瓷体系润湿性的影响,系统收集了多种金属/陶瓷体系中润湿性的研究结果,讨论了目前研究中存在的若干问题。     

增强体涂层影响Al/陶瓷界面润湿性的研究

增强体涂层处理是目前国内外改善金属/陶瓷界面润湿性的最有效手段之一。综述了涂层影响Al/SiC界面和Al/Al2O3界面润湿性的研究现状。着重分析了金属涂层、陶瓷涂层对Al/SiC界面和Al/Al2O3界面润湿性的影响。讨论了研究中存在的问题和今后发展方向。     

浸渗法制备ZTA陶瓷/铁基复合材料研究进展

浸渗法制备ZTA陶瓷颗粒增强铁基复合材料的研究取得了很大进展。针对陶瓷预制体制备,铁水对陶瓷预制体的浸渗,陶瓷与铁水的润湿性,复合材料界面结合,复合材料耐磨性等方面的研究进行了论述。解决铁水对预制体的润湿性是实现浸渗的先决条件,常用的方法有在陶瓷预制体中添加活性元素,通过化学镀、气相沉积以及包覆等方法对陶瓷表面进行改性等;在陶瓷与金属基体间形成过渡层可以改善结合界面的组织结构,促进陶瓷与金属基体形成冶金结合;铁水对陶瓷预制体的浸渗机理,以及ZTA陶瓷复合材料的耐磨机理尚需要深入研究。     

铝合金熔体与陶瓷增强体的润湿性及其控制

铝合金熔体与陶瓷增强体的润湿性通常较差,提高铝合金熔体对陶瓷增强体的润湿性能是制备高性能陶瓷/铝基复合材料的关键.综述了铝合金熔体对陶瓷增强体润湿性的研究现状,着重分析讨论了铝合金成分、铝熔体表面的氧化膜、陶瓷表面状态及制备工艺等对润湿性能的影响,介绍了一些现有提高其润湿性能的工艺方法.     

铸渗法制备陶瓷颗粒增强金属基复合材料的研究进展

综述了铸渗法制备陶瓷颗粒增强金属基复合材料的成分设计原则。从陶瓷预制体制备工艺、铸渗法制备陶瓷颗粒增强金属基复合材料制备工艺及改善陶瓷颗粒与金属基体润湿性3个方面阐述了复合材料的研究进展。概述了陶瓷颗粒增强金属基复合材料应用现状,并对未来发展进行了展望。     

化学镀铜对氧化铝陶瓷和高铬铸铁之间润湿性的影响

采用化学镀铜的方法,在氧化铝陶瓷表面进行镀铜处理,以期改善金属液与陶瓷之间的润湿性,测量润湿性采用座滴法模型.结果证明,在热应力的作用下,陶瓷易受其影响而破碎;与未经表面涂层处理的Al2O3陶瓷相比,镀铜后的陶瓷与金属液之间的润湿性更好.     

Al,Cr,Ni和RE对Ag—Cu钎料氧化行为的影响

一、前言随着精细陶瓷材料的研究和应用所取得的巨大进展,金属与陶瓷的连接已成为急待解决的关键问题。由于普通金属钎料对陶瓷表面不浸润,因而许多工作集中在添加少量的钛或锆以改善钎料在陶瓷表面的可润湿性。其中特别是添加5at％Ti的Ag-Cu共晶钎料,因其综合性能优越,而最有发展前途。鉴于结构陶瓷主要在高温条件下使用,所以金属/陶瓷接头     

氧化铝陶瓷与金属活性钎焊研究进展

氧化铝陶瓷是应用最为广泛的陶瓷材料之一,但是陶瓷材料固有的硬性和脆性使其难以加工与制造,需要与金属连接起来,实现与金属性能上的互补,以期获得兼具陶瓷和金属各自优异性能的陶瓷一金属复合构件.对氧化铝陶瓷与金属的活性钎焊方法作了综述,着重讨论了活性钎焊技术的发展、常用的活性钎料;在活性钎焊机理方面,分析了陶瓷/金属润湿性的有关理论、界面反应及其对活性钎焊接头质量的影响.可以看到,活性钎焊已经成功实现了氧化铝陶瓷与铁、铜、镍、钛、铌及合金等多种金属的高质量连接,成为连接氧化铝陶瓷与金属的主导方法之一.     

陶瓷与金属钎焊连接的研究进展

陶瓷与金属的理化性质差异较大,实现二者的连接面临陶瓷润湿性差和接头中存在残余应力的问题。本文对陶瓷与金属钎焊连接的研究进展进行了论述,重点总结了实现二者连接的活性钎焊法和缓解残余应力的复合钎料法、中间层法及陶瓷表面加工改性等方法,并对陶瓷与金属钎焊连接的发展趋势进行了展望。     

AgCuTi活性钎料的研究进展

AgCuTi系活性钎料是连接金属众多陶瓷及碳材料的理想钎料，解决了很多传统钎焊的难题。列举了常用商业AgCuTi的牌号及成分，简要分析了AgCuTi钎料的润湿性及影响AgCuTi润湿性的重要因素，综述了AgCTi活性钎料的一般制备方法与技术，以及AgCuTi活性钎料连接的典型应用与研究进展。     

激光功率对激光熔覆WCP/Ni基金属陶瓷涂层的组织与磨损性能的影响

研究了3种不同功率(1．8kW、2．2kW、2．6kW)对激光熔覆WCp／Ni基金属陶瓷涂层的组织与磨损性能的影响．选择合适的激光功率(2．2kW)，可以获得WCp均匀分布并与基体合金结合良好的WCp／Ni涂层．激光熔覆过程中WC颗粒与基体合金界面间发生了扩散反应溶解，导致未熔WC颗粒周围形成了块状的富W碳化物，功率较高时更加明显．激光熔覆WCp／Ni基涂层由未熔WC颗粒，块状或枝晶状的富W碳化物，杆状的富Cr碳化物以及其间的γ枝晶固溶体及其共晶组织所组成．不同激光功率下的WCp／Ni涂层的显微硬度与耐磨性均远高于Ni60涂层，其中2．2kW功率的WCp／Ni基涂层的显微硬度最高，耐磨性最好。     

Alloying Effect Of Ni And Cr On The Ttability Of Copper On W Substrate

By the sessile drop technique, the wettability of Cu/W systems with the additions of Ni and Cr has been studied under vacuum atmosphere. Effects of Ni and Cr contents and wetting temperatures on the wettability and the wetting mechanisms of copper on W substrate have been investigated in detail. The results show that the wetting angles of Cu on the W substrate are decreased with an increase in the content of Ni or Cr, and also decrease with raising the wetting temperatures. SEM, EPMA, and X-ray diffraction have been used to analyze the interracial characteristics of the CuNi/W and CuCr/W systems. The results reveal that there is a transition layer about 2- 3μm in the interface of Cu-4.0 wt pct Ni/W, in which the interrnetallic phase Ni4W is precipitated. As to CuCr/W system, no reaction occurs at the interface. The two factors are that the contents of Cr and Ni and the infiltration temperature must be chosen appropriately in order to control the interfacial dissolution and reaction when the Cu- W alloys are prepared by the infiltration method.     

SiO2-BN复相陶瓷润湿性及其接头微观组织

采用座滴法开展Ag-21Cu-4.5Ti合金钎料对SiO₂-BN复相陶瓷润湿与铺展行为研究. 利用SEM、XRD分析润湿界面微观组织以及形成机理. 通过调控SiO₂-BN复相陶瓷中BN含量,研究Ag-21Cu-4.5Ti/SiO₂-BN复相陶瓷润湿体系的润湿模型. 结果表明,Ag-21Cu-4.5Ti/SiO₂-BN复相陶瓷润湿体系的典型界面反应产物为TiN和TiB₂,随着体系BN含量的增加,润湿性逐渐变好. 对SiO₂-BN复相陶瓷与Nb进行钎焊试验,典型界面组织为SiO₂-BN复相陶瓷/TiN + TiB₂/Ti₂Cu + (Ag,Cu)/(βTi,Nb)/Nb. 接头抗剪强度随着钎焊时间升高先增大后减小,当钎焊温度为880 ℃,保温时间10 min时,钎焊接头抗剪强度最高,到达39 MPa.     

Sialon陶瓷与40Cr钢连接中缓冲层的作用

本文研究了Sialon陶瓷与40Cr钢活性钎焊连接中缓冲层的作用.结果发现:缓冲层材料本身可能影响活性钎料与陶瓷的界面连接强度,对Ag_(57) Cu_(38) Ti_5活性钎料,Cu和Ta是较好的缓冲层材料,而对 Kovar,Ni-15 Cr-15Co则较差;用软性缓冲层如 Cu来松弛应比用硬性缓冲层如Mo来避免应力更加重要;软性缓冲层有一个合适的厚度范围,其h/L≈0.02—0.1;采用软/硬复合缓冲层可以有效的提高接头强度。最后作者提出了设计梯度材料作为专用缓冲层材料的设想。     

BEHAVIOUR OF BUFFER LAYER IN JOINING OF SIALON CERAMICS TO STEEL 40Cr

The buffer layer material itself may be influential to the bond strength between active brazingfiller and ceramics.For Ag_(57)Cu_(38)Ti_5 filler metal,Cu or Ta is excellent buffer layer material,but Kovar or Ni-15Cr-15Co is worse.It was important to design a layer of soft buffer,suchas Cu,to relax interfacial stress rather than hard buffer layer,such as Mo,to avoid stress.There is an optimum thickness range of soft buffer layer,saying h/L=0.02—0.1. It was agood solution to the interfacial stress problem to use soft/hard buffer layer to increasemetal/ceramics joint strength.Finally,an idea of designing gradual materials as buffer layerbetween metal and ceramics was suggested.     

超声作用下Fe/Sn体系的润湿行为

采用润湿平衡法研究了超声波作用下熔融纯锡钎料在铁基板上的反应润湿性能. 通过测试锡铁体系的润湿力曲线，结合超声波的传播特性以及润湿后母材的微观形貌，对超声波作用下纯Sn钎料在母材铁片上润湿过程进行了详细描述，分析了超声波在润湿过程中起到的作用. 结果表明，在Sn/石英片润湿过程中附加超声波使得其润湿力增加. 在反应体系润湿力测试过程中附加超声波，能够减少钎料润湿母材的时间，增大钎料对母材的润湿力. 随着超声时间和超声功率的增加钎料润湿母材的时间减小，润湿力增大，固/液界面反应加剧，界面上生成了越来越厚、越来越致密的金属间化合物，使得母材表面相对于原始表面变得粗糙，从而润湿过程更容易进行，并且母材的表面张力的减小，使得润湿力增加.     

Wettability of zirconium diboride ceramics by Ag,Cu and their alloys with Zr

Sintered ZrB₂ ceramics, pure and with 4 wt.% Ni as sintering aid, have been tested in contact with liquid Ag, Cu, Ag–Cu and Ag–Cu–Zr. “Pure” ZrB₂ ceramics are wetted by Ag–Zr alloys, and ZrB₂/Ni ceramics also by pure Cu. The wetting behaviour is briefly discussed in terms of existing wetting theories.     

Si3N4/AgCu/TiAl钎焊接头界面结构及性能

采用AgCu非活性钎料实现了Si3N4陶瓷与TiAl基合金的钎焊,确定接头的典型界面组织结构为:TiAl/Ti3Al+Ti(s,s)/AlCuTi/Ag(s,s)+AlCu2Ti/Ti5Si3+TiN/Si3N4陶瓷。钎焊过程中,活性元素Ti从TiAl母材溶解到钎料中与Si3N4陶瓷发生反应润湿,实现了TiAl与Si3N4陶瓷的连接。随着钎焊温度的升高及保温时间的延长,靠近Si3N4陶瓷的TiN反应层厚度增加,Ag基固溶体中弥散分布的AlCu2Ti化合物聚集长大成块状,导致接头性能下降。当钎焊温度T=860℃,保温时间为5min时接头抗剪强度达到最大值124.6MPa。基于反应热力学及动力学计算TiN层反应激活能Q约为528.7kJ/mol,860℃时该层的成长系数KP=2.7×10-7m/s1/2。     

润湿剂种类对热烧结锌铝涂层性能的影响

用6种不同类型的润湿剂制备涂层。采用SEM方法分析了涂层的表面微观形貌,通过胶带试验、盐雾试验、自腐蚀电位-时间曲线、阳极极化曲线等方法研究所制备涂层的结合力、耐蚀性和电化学性能,筛选出的3种聚合多元醇类润湿剂涂层性能良好。润湿剂是影响涂层结合力的重要因素,对涂层的耐盐雾腐蚀性能和电化学性能均有影响。     

电弧离子镀沉积磁性薄膜的研究

研究了电弧离子镀磁性靶材使用过程中发生"跑弧"并导致靶材无法稳定刻蚀的问题.利用有限元方法(FEM)对外加磁场下非磁性靶材系统和磁性靶材系统中的磁场分布进行了模拟.研究了外磁场对电弧斑点运动的影响机理,并结合电弧斑点放电的物理机制,探讨了磁性靶材与低饱和蒸气压金属靶壳、绝缘陶瓷靶壳或软磁性金属靶壳组成复合结构靶材解决磁性靶材使用问题的可行性.结果表明,这3种复合结构靶材设计方案均能有效解决电弧离子镀磁性靶材"跑弧"问题.通过实验得到,在低饱和蒸气压金属或绝缘陶瓷靶壳设计方案里,靶材频繁引弧到弧斑能受控运动的转变温度为(136.6±23.0)℃.