液滴撞击干燥倾斜壁面铺展实验研究

通过高速摄影技术及像素分析方法对液滴撞击干燥倾斜壁面进行实验研究，分析了不同倾斜角及韦伯数（We）对液滴飞溅及铺展的影响，结果表明，倾斜角的增加有利于抑制飞溅的产生；We一定时，液滴的前铺展因子随着倾斜角的增加而增加，后铺展因子随着倾斜角的增加而减小；液滴的前后初始铺展速度均大于液滴的撞击速度，且随着倾斜角的增加而减小。      

铜铟铋硫对Sn-Ag基无铅焊料性能的影响

研究了Cu、In、Bi、S元素对Sn-Ag基无铅焊料熔点和铺展性的影响。结果表明:Sn-Ag-Cu三元合金成分为95.5%Sn3.5%Ag1%Cu时具有较低熔点(215℃)和好的铺展性;加入适量的In可降低Sn-Ag合金的熔点和改善铺展性能;随w(Bi)的增加Sn-Ag-Bi三元合金的熔点降低、铺展性变好;Sn-Ag合金的熔点随w(S)的增加而升高,加入少量S能改善Sn-Ag合金的铺展性。     

分离压对不同基底上含活性剂液滴铺展特征的影响

针对不同基底结构上含不溶性活性剂液滴的铺展过程,引入受活性剂浓度影响的分离压模型,应用润滑理论建立了液滴厚度和活性剂浓度演化方程组,通过数值计算得到了分离压作用下含活性剂液滴过程的演化特征。研究表明不考虑分离压时,最小液膜高度贴近壁面,诱发去润湿现象发生,基底不平整度增加加剧液膜变形;分离压作用下最小液膜高度显著上升,铺展前沿处衍生出的子波结构明显减少,铺展更加稳定;分离压具有抑制液膜表面变形促进液滴铺展的作用。     

合金元素对铝基钎料组织和性能的影响

采用正交试验法设计低熔点Al-Si-Cu-Mg系钎料成分,通过金相、硬度、铺展及差热等方法,分析钎料的显微组织及性能。结果表明:钎料的组织主要由基体相α-Al、粒状相Mg2Si、骨骼状相Al2Cu(θ相),以及θ相和Mg2Si的复杂共晶组成;合金元素对显微硬度及熔化特性的影响由主到次的顺序为Cu、Si、Mg;受金属间化合物Al2Cu和Mg2Si以及初晶Si析出的影响,当Cu、Si含量达到一定值(10%Cu、7.5%Si)后,钎料铺展面积变化不大,试验配方中Al-7.5Si-20Cu-0.4Mg熔点529℃时,铺展面积大,综合性能良好。     

TiAl自蔓延高温合成反应的机理

用燃烧波淬熄法研究了大颗粒Ti粉和A1粉制备TiAl金属间化合物的自蔓延高温合成反应机理．通过电镜观察和能谱分析发现：反应过程可用毛细铺展-界面反应机制解释．熔融的A1在整个反应过程中起着主要作用，首先熔融的A1液通过Ti粉间的毛细管作用以薄膜的形式铺展在Ti粉表面，并在接触面生成TiAl3．反应放出的热量有利于加速反应的进行，促使TiAl3与Ti进一步反应生成TiAl,但是生成的TiAl3层阻碍了A1液与Ti粉的接触，制约了反应的进行．最后，在试样中可以同时看到完全反应的Ti粉和未完全反应的Ti粉．     

电场作用下液滴的动力学特征

基于漏电介质模型和润滑理论,建立了电场作用下两极板间液滴运动特征的理论模型,采用PDECOL数值模拟了不同底部电势下液滴的动力学特征及多种参数的影响,讨论了主要特征量的变化率。结果表明:线性底部电势的突出影响表现在促进液滴整体偏移现象上,具有减缓液滴铺展、抑制液膜破断的作用;非线性电势的影响体现在液滴自由界面呈波状形态,或液滴中心内陷,逐渐破裂为子液滴、并向两侧分离的特征,提高电毛细力数有助于分裂液滴、增大电极间距则可减缓液滴运动;交流电场作用下,液滴作周期性振荡运动、呈扁长外形,提高电压幅值加剧液滴破裂或重组特征。     

液滴撞击湿壁面实验研究

采用高速摄像仪以11 000 帧/s的拍摄速度对3种不同尺寸的液滴以不同速度分别撞击湿壁面（水平及不同倾斜角度）的过程进行了观测。研究了铺展、产生冠状不飞溅、飞溅3种实验现象。定性分析了初始液滴直径、液滴撞击速度、湿壁面倾斜角度对飞溅现象的作用。定量统计出液滴撞击湿壁面产生飞溅现象的各项临界参数，给出飞溅判据的经验关系式并进行误差分析。结果表明：随液滴撞击速度的增大，撞击湿壁面后会依次出现铺展、产生冠状不飞溅、产生二次液滴飞溅等现象。液滴直径的增加与湿壁面倾斜角度的降低均对飞溅的产生有促进作用。并通过拟合实验数据得到用于判别液滴撞击湿壁面是否发生产生二次液滴飞溅现象的无量纲参数K与无量纲液膜层厚度H^*关系K=3210-122 284.48H^*+2.234 26×10⁶H^*2（0.008 56*<0.033 18）。     

铝/钢电弧辅助激光对接熔钎焊铺展特性

采用小功率TIG电弧辅助激光热源进行5A06铝合金和热镀锌ST04Z钢的预置粉末对接熔钎焊工艺试验,通过SEM,Photoshop来研究预留间隙、背面填涂钎剂、激光热输入、辅助电弧电流、热源中心间距、填加焊丝对熔钎焊接头铺展宽度的影响. 结果表明,预留小于0.5 mm的间隙与背面填涂钎剂均可增大铺展宽度;在未焊穿的前提下,随激光热输入和辅助电弧电流的增加,铺展宽度增大;随热源中心间距的增大,铺展宽度先增加后减小. 焊接熔池中填加Al-Si焊丝较未填加焊丝的铺展性更好,获得连续、美观的焊缝表面形貌.     

锆元素对Zn-15Al钎料组织和性能的影响

通过扫描电镜、X射线衍射和纳米压痕等方法研究了微量Zr元素对铝合金/不锈钢异种金属钎焊用Zn-15Al钎料显微组织和性能的影响.结果表明,微量Zr元素的添加对钎料的熔点没有明显影响.Zr元素对Zn-15Al钎料基体中η-Zn相有明显细化作用,当Zr元素的质量分数为0.2%时,细化效果最佳;Zr元素的添加量过多时,钎料中形成块状的Al₂ZnZr化合物.当Zr元素的质量分数为0.2%时,Zn-15Al-0.2Zr钎料在不锈钢和铝合金母材上的铺展面积较Zn-15Al钎料分别提高了15.9%和10.2%,钎焊接头抗剪强度达到最大值143 MPa.Zn-15Al,Zn-15Al-0.2Zr,Zn-15Al-0.3Zr 3种钎料的蠕变应力指数分别为6.64,7.35,8.07.