锡在Cu6Sn5金属间化合物表面的润湿行为

利用改良座滴法研究了高真空条件下熔融纯Sn在350 ~ 450 ℃下分别与Cu₆Sn₅和T2纯铜的润湿行为. 结果表明，表面镀金的金属间化合物基板在各试验温度下的润湿性均优于纯铜基板；金属基板表面氧化膜对润湿性的影响不容忽视；离子溅射后表面形成的金膜可以作为一种改善润湿性及控制界面IMC厚度的有效方法；润湿性改善的机制为Sn与氧化膜的化学反应，界面析出IMC或者IMC的溶解过程并非限制铺展的主要因素；铺展过程表现出线性铺展规律，可用反应产物控制模型对其进行描述，计算得到Sn/Cu₆Sn₅和Sn/Cu两体系的铺展激活能分别为20.469 kJ/mol和22.270 kJ/mol.     

冷金属过渡条件下4043铝合金在不同钢板上的润湿行为

采用激光背光投影技术研究了冷金属过渡条件下4043铝合金分别在Q235钢板和镀锌钢板表面的润湿行为及其与工艺参数的关系,同时分析了镀锌层的作用. 结果表明,铝-Q235钢在CMT条件下的润湿行为与焊接工艺参数中的送丝速度v和点焊时间t密切相关,具体可以表达为:v≤4 m/min时θ(t)=θ₀+2(54-10v)(1-exp[(0.33-3v)t]),v>4 m/min时θ(t)=θ₀+(58-7v)exp[-(1.7-0.15v)t]. 铝-Q235钢、铝-镀锌钢在较大热输入的情况下两者都可以达到较好的润湿性. 锌蒸汽将导致工艺不稳定,主要归结于液-固界面上的锌蒸汽阻隔了熔滴与母材的接触.     

冷金属过渡条件下镁-钢的润湿动力学特征及界面结构

研究了冷金属过渡条件下AZ61镁合金分别在Q235钢板和镀锌钢板表面润湿的动力学特征,同时利用扫描电镜观察和能谱分析考察了界面微观结构.结果表明,镁合金在钢表面的最终润湿性随送丝速度的增加而变好,其中镀锌层蒸发带走热量进而相对降低了界面上的热输入,导致界面反应变弱,润湿性变差;在镁-镀锌钢界面上形成了Al-Fe金属间化合物层和脆性的Mg-Zn共晶层,导致界面结合较弱;在不同送丝速度下,镁在裸钢表面的熔滴过渡更为有效,镁-镀锌钢中镀锌层对润湿的动力学特征影响较小,两者的动力学特征都与温度依赖的毛细力相关.     

镁-裸钢板异种金属冷金属过渡熔钎焊连接机理

以AZ61镁合金焊丝为填充材料,对AZ31B镁合金/Q235裸钢板进行冷金属过渡熔钎焊试验研究,分析不同工艺参数对焊缝成形和力学性能的影响. 并通过分析焊接接头微观组织及其元素分布状况来研究其连接机理. 研究结果表明:随着送丝速度的增加,接头最大抗拉载荷先升高后降低,当焊缝宽度较大时,断裂易发生在镁的热影响区,其最大抗拉载荷可达6 kN以上;焊缝及镁合金中的Al原子通过焊接过程扩散到界面上形成很薄的Fe-Al相反应层,从而实现了镁、裸钢板的有效连接.     

熔融6061和4043铝合金在纯钛表面的反应润湿

利用改良座滴法研究了高真空条件下熔融6061和4043铝合金在600,650,700℃分别与纯钛(TA2)的反应润湿行为。结果表明:Al/Ti体系属于典型的反应润湿,铝合金中微量的Si元素在界面上产生了明显富集且满足热力学条件;界面上形成了富Si的致密的层片状Ti_7Al_5Si_(12)相,致密层产生后阻碍熔体润湿母材;Ti_7Al_5Si_(12)相的分解及三相线附近疏松的粒状Al_3Ti相产生后能够破除钛表面的氧化膜,进而促进润湿;6061/TA2和4043/TA2两润湿体系铺展动力学均可由反应产物控制(Reaction Product Model)模型描述,整个润湿铺展过程分为两个阶段,即先呈指数铺展、后呈线性铺展;6061铝合金对应两个阶段的铺展活化能分别为56kJ/mol和112kJ/mol,4043铝合金以指数铺展为主,铺展活化能为47kJ/mol,Ti_7Al_5Si_(12)相的分解对应于指数铺展阶段。     

冷金属过渡下熔融铝合金在钢板上润湿铺展的数值模拟

采用Fluent软件对冷金属过渡条件下第一个周期内熔融铝合金在Q235钢板上润湿及凝固进行了分析和研究,得出温度场对金属凝固的影响和两者对熔滴润湿铺展能力的影响,以及不同初始参数对熔融铝合金在Q235钢板表面润湿行为的影响.结果表明,熔融铝合金首先在三相线处开始凝固,这与温度场的分布相一致;已凝固的金属对熔融铝合金的铺展起到一定的阻碍作用;随着初始温度的增加湘线附近局部凝固的固柏体减小,熔融铝合金在Q235钢板上表现出好的润湿性.     

高温下前驱膜形成机制的研究进展

本文综述了高温下前驱膜的形成机制，即表面扩散机制、蒸发-凝结机制、皮下渗透机制和快速吸附-薄层漫流机制。在实验表征的金属/金属润湿体系中，最有可能的机制为皮下渗透机制，其形成与表观接触角、接触半径、固体金属与氧化膜的间隙大小有关。在金属/陶瓷体系中，前驱膜的形成通常为快速吸附-薄层漫流机制。前驱膜为吸附机制时，需要满足液/固界面的相对惰性和高亲和力这一矛盾体。同时介绍了高温反应润湿体系中，前驱膜的另一种可能的机制，即薄膜传输机制；指出研究前驱膜的难点在于前驱膜的不可预测性和不稳定性，其发展方向应趋于系统化，并建立相应的理论模型。     

6061铝合金分别在Q235钢和纯钛表面的反应润湿

采用座滴法在高真空条件下研究了熔融6061铝合金在600~700℃分别与Q235钢和纯钛的润湿行为。研究表明两者都为典型的反应润湿,且最终润湿性随着温度的升高而改善;界面反应的自由能变化对最终润湿性及界面结构影响较小,而基板金属在铝中的溶解度不同决定了界面反应层厚度(即溶解度越大则反应层越厚);三相线附近的还原反应诱发了前驱膜的产生,且最终润湿性越好则前驱膜越宽;两者体系的铺展动力学均可以由RPC模型描述:在Al/Ti体系中整个润湿过程分为两个阶段,即先非线性铺展,后线性铺展阶段,两个阶段的铺展活化能分别为72kJ/mol、118kJ/mol,且界面上存在Si的富集;在Al/Q235钢体系中整个润湿过程呈线性铺展,铺展活化能为86kJ/mol,无Si元素在界面富集。     

Wood液态合金在NaOH溶液中的电化学反应及表面张力变化行为

通过改变液体金属在NaOH溶液中所处的环境介质,利用石墨电极对其施加电场,研究了液态金属的表面张力、界面电化学反应、氧化膜的产生、溶液中电润湿等动态过程。实验发现Wood合金液滴在阳极发生电化学反应产生的氧化膜会迅速减小表面张力并发生铺展,在阴极发生还原反应会使带氧化膜的金属在3 s内恢复到原状,电毛细作用力使氧化膜破裂,各氧化物与NaOH反应产生Sn（OH）₆^2-、SnO₃^2-、SnO₂^2-、PbO₃^2-、Cd（OH）₄^2-使溶液的颜色发生改变,溶液中生成Bi₂O₃-Bi（OH）₃白色共聚物。薄膜电介质层润湿和溶液中电润湿机理在本质上相同,表面张力随着电压的增大而减小并发生明显的电润湿铺展过程,但由于金属液滴通过电化学反应所能吸附的OH^-数量有限,润湿角存在饱和性。     

镁/钢异种金属CMT对接熔钎焊连接机理

文中用AZ61镁焊丝以及冷金属过渡焊接方法对接形式连接镁合金AZ31和镀锌钢板,在焊接过程中保持焊接速度不变,通过调节送丝速度和对钢板开不同的坡口研究不同焊接工艺参数下焊缝的表面成形、接头的力学性能和微观组织结构. 结果表明,通过调节合适的焊接参数以及坡口形式,镁-钢之间能形成焊缝成形美观、接头最大抗拉载荷达到4.02 kN的镁钢对接熔钎焊接头. 并且熔钎焊接头包括镁侧的熔焊接头和钢侧的钎焊接头,钎焊接头由两部分组成,一部分是坡口面上的镁与裸钢板之间的钎焊接头,另一部分是镀锌钢板上表面的镁-镀锌钢之间的钎焊接头. 镁-镀锌钢侧的钎焊连接主要由靠近镁侧的(α-Mg+MgZn)的共晶相,以及靠近钢侧的Fe-Al相反应层实现连接. 无镀锌层的钢和镁连接主要依靠焊丝中的微量Al元素扩散到钢表面形成Fe/Al相来实现连接.