CuO添加剂对Ag／SnO2润湿性与界面特性的影响

采用座滴法研究了CuO对Ag/SnO2间润湿角的影响,利用扫描电镜(SEM)和电子探针显微分析(EPMA)测试了试样界面微观形貌及过渡区成分变化.结果表明,随着CuO含量的增加,SnO2与Ag的润湿性提高,7%CuO的加入,使Ag/SnO2的润湿角从90°减小到29°.加入CuO后,液态银渗入氧化物颗粒间隙,同时发生氧化物向银区的扩散,形成牢固的润湿界面.     

复合梯度楔形表面上液滴自输运特性的数值研究

目的 提高表面液滴的自输运速率。方法 在表面引入润湿梯度和楔形形状,基于VOF模型(流体体积模型)对表面液滴运动进行数值研究,并建立一种适用于润湿梯度和楔形图案联合的模型,分析润湿梯度和楔形角度对液滴位移的影响。结果 润湿梯度越大,液滴受不平衡的表面张力越大,液滴移动速度越快。润湿梯度为15 (°)/mm表面上液滴的平均速度比10、5 (°)/mm润湿梯度的表面分别快42.3%和130%。楔角越大,加速阶段的液滴移动速度越快,但会越早失去驱动力而停止移动,而楔角越小,液滴移动位移越大。液滴在40°楔角表面最先停止运动,在20°楔角表面位移比30°和40°楔角表面分别远10.3%和32.3%。联合润湿梯度和楔形图案后,15 (°)/mm表面上的液滴在20°、30°、40°和20°楔角表面上的液滴在15、10 (°)/mm下均能运动到计算模型出口,且15 (°)/mm、40°楔角表面液滴的平均速度达到292 mm/s,比单一梯度表面增长37.7%,比单一楔形图案表面(20°)增长175.5%。结论 通过调节润湿梯度和楔形角度,可有效控制液滴移动速度。联合润湿梯度和楔形图案的复合梯度楔形表面能同时减小润湿性范围瓶颈和楔形形状制约,提高表面液滴的移动速度和距离。研究结果将有助于设计高效的液滴输运功能表面,并可将其扩展到冷凝装置、微流体装置和药物检测等领域。     

SiO2f/SiO2复合材料表面碳活化辅助钎料润湿机理

针对SiO_2f/SiO₂复合材料钎焊中存在表面钎料润湿性差、难以获得有效接头的难题,提出一种表面碳活化辅助钎料润湿的方法.利用PECVD方法低温原位在复合材料表面制备极薄的碳活化层,以辅助活性钎料在其表面铺展润湿.研究表明采用该方法可在400℃/15 min条件下即可在SiO_2f/SiO₂表面制备出碳活化层,且复合材料表面形貌无变化.润湿结果表明碳活化层的引入显著改善了Ag-Cu-Ti钎料在复合材料表面的润湿性,860℃/10 min下润湿角从131°降至27°.碳活化层主要借助碳与活性元素良好的亲和力活化了复合材料表面状态,进而促进活性钎料在其表面铺展润湿.     

Fe元素对Cu／W间润湿行为和界面特性的影响

采用座滴法研究在真空和Ar气气氛下,Cu-Fe合金在W基板上的润湿行为和Fe元素对Cu/W界面结合状态的影响.借助SEM、EMPA和XRD分析添加Fe元素对Cu/W界面微观结构和界面结合机制的影响.结果表明:添加Fe有利于降低Cu/W间的接触角;且其润湿角随温度升高而降低.与在真空条件下相比,在Ar气气氛中,添加Fe能较大幅度地减小Cu/W间的接触角,当Fe的添加量为1.2%(质量分数)时,在1 300 ℃接触角由107.5-下降到47.5-;Cu/W界面形成1～2 μm的合金过渡层,平直的Cu/W界面变成锯齿状,且随着升高温度,界面处Cu、Fe和W元素间的扩散与溶解程度加强,Fe原子充分地扩散到界面两侧的Cu和W中,界面附近没有新相生成;Cu/W界面结合机制由最初的机械结合转变为扩散与溶解型的冶金结合.     

(CuO, Fe2O3)掺杂Ag/SnO2电接触材料的物理性能

以CuO、Fe_2O_3为掺杂剂,采用机械合金化方法结合冷压-烧结-热压工艺制备(CuO, Fe_2O_3)掺杂Ag/SnO2电接触材料。利用X射线衍射(XRD)仪、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、金属电阻率仪、热导率仪和霍尔效应测量仪等分析了不同掺杂比例Ag/SnO_2电接触材料的微观结构和物理性能。结果表明:热压可显著改善电接触材料中SnO_2颗粒与Ag基体的界面结合;CuO和Fe_2O_3单一掺杂可分别提高Ag/SnO_2电接触材料的导电性能和导热性能,而复合掺杂的Ag-11.5SnO_2-0.3CuO-0.2Fe_2O_3电接触材料的导电导热性能最佳,其电阻率为2.25μΩ·cm,硬度(HV_(0.5))为748MPa,在室温下的热扩散系数和热导率分别为111.4 mm~2/s和338.6 W/(m·K)。复合掺杂的SnO_2增强相对Ag基体的平均润湿角为62.7°,界面润湿效果好;SnO_2与Ag晶粒之间界面结合良好,SnO_2(200)晶面与Ag(111)晶面的界面晶格错配度为14.25%。     

激光钎焊AgCu基钎料润湿性理论模型构建

通过向Ag Cu_(28)共晶粉末中添加适量活性元素钛(Ti)、锆(Zr),制备了AgCu_(28)-4.5Ti和AgCu_(28)-4.5Ti-4Zr两种活性复合钎料,研究了脉冲激光作用下两种钎料的润湿性能。通过三维电控超景深显微镜实验及钎料润湿性理论模型两种方法进行了润湿角的测量计算。结果表明,活性元素Zr能够促进Ag Cu基钎料的润湿铺展性能,使钎料润湿角降低约10°,含Zr钎料的钎焊性能良好。当润湿角在40°左右时,该理论模型能够准确求得钎料焊后润湿角;当钎料润湿性能增强时,钎焊层润湿角测量值与计算值间的误差有所增大,钎料润湿角在30°左右时,其相对误差约为10%。     

Ni-Fe-Cr-Ti及Co-Ni-Fe-Cr-Ti(Si,B)系高温钎料对Si3N4陶瓷的润湿与界面连接

采用座滴法研究了Ni-Fe-Cr-(14-29)Ti(质量分数,%,下同)合金在Si3N4陶瓷上的润湿行为结果表明,在1493 K,10 min的真空加热条件下,随着含Ti量的增加,合金的润湿性逐渐改善,含Ti量为24%-29%时合金的润湿角达到27.3°.微观分析表明,钎料中的元素Cr向Ni-Fe-Cr-(24-29)Ti/Si3N4界面区扩散和富集,生成了复杂的Cr-Ni-Fe-Si四元化合物.分析了Ti元素含量的增加对于合金润湿性改善的原因.合金中加入元素Co并降低Ni含量可增强Ti,Cr的活性,导致形成不同的界面反应产物并对合金润湿能力及界面结合能力产生重要影响.成分调整后的Co-Ni-Fe-Cr-(14-20)Ti合金对Si3N4的润湿角可达到20.0°,形成牢固的润湿界面.     

水洗钎剂下SnAgCuRExNi与铜引线的润湿适配性

采用润湿平衡法,选用商用水洗钎剂,研究了镍添加量及钎焊工艺参数对Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE钎料合金在铜引线上的润湿适配性. 结果表明,当Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE钎料合金中镍添加量为0.05%时,钎料合金显微组织明显细化;当钎焊温度为255 ℃、钎焊时间为5 s、浸渍速度为20 mm/s、浸渍深度为3 mm的情况下, 其与φ0.6×30 mm的铜引线具有较好的润湿适配性,即具有较短的润湿时间,较小的润湿角,较大的润湿力,符合润湿力、润湿时间和润湿角的相关标准,完全满足现代表面组装技术对无铅钎料润湿性能的要求.     

Cu含量对Ag/LSCO电接触材料物理性能的影响

采用溶胶凝胶法辅以高能球磨工艺合成Cu粉体改性La_0.5Sr_0.5CoO_3-δ(LSCO)粉体,用粉末冶金工艺结合热挤压技术制备了系列Cu改性Ag/LSCO电接触材料与成品丝,研究了Cu粉体对改性Ag/LSCO材料界面润湿性、物理力学性能等影响规律。结果表明,随着Cu含量的增加,改性Ag/LSCO-x Cu (x=0、1、2、4、6、8)电接触材料的电阻率呈先增加后减小的趋势,与Ag和LSCO基底的润湿角变化趋势相一致,但其密度和硬度性能变化趋势相反;当Cu含量为4%时,Ag和LSCO-4Cu基底的润湿角达最小值55.0°,相应的成品丝(φ2.35 mm)性能最佳：电阻率2.29μ?·cm,硬度(HV_0.3)946.7 MPa,密度9.73 g/cm³,断后延伸率3.9%,为纯Ag/LSCO的3.9倍。     

超声波振动对Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE/Cu润湿性的影响

研究超声波功率、作用时间对Sn2.5Ag0.7Cu0.1 RE钎料在Cu板上的润湿过程.结果表明,超声波振动能够提高钎料合金的润湿性能.与不加超声波振动相比,在钎焊温度270℃,超声波振动功率88W、作用时间45 s的条件下,铺展面积提高了72.7％,润湿角降低了35.5％.同时,超声波振动促进了润湿过程Cu原子的扩散.     

EFFECTS OF ATMOSPHERE AND TRACE ELEMENT ON THE WETTABILITY OF SOLID W BY LIQUID Ag

The contact angle of liquid Ag with solid W and its temperature dependance wereexamined by sessile drop method under various atmospheres,e.g.vacuum,Ar,H_2 andcarcked NH_3.The O_2 partial pressure in the atmosphere is found to be the major factor.An obvious improvement on the wettability may be made by a trace amount of Ni,Cu orCe added to liquid Ag,The contact angle near M.P.is then narrowed from 69 to about10—20 deg.     

铝液对石墨润湿过程的研究

铝-石墨复合材料制造中的突出问题是铝液与石墨的润湿能力很差,为此大多在工艺上采取措施,如石墨表面喷涂Ti-B,Ni或Cu涂层,或采用流变铸造等。然而这些措施使得工艺复杂、成本提高,因而推广应用受到限制。为改善铝液与石墨的润湿能力,有必要深入研究铝液对石墨的润湿过程。国内外这方面报道甚少,而且所报道的结果差别较大。我们通过长时间的保温试验,仔细地研究了不同温度下铝液对石墨的润湿过程,发现了一些新的现象。     

Zn元素含量对AgCuZn钎料在TiC金属陶瓷表面润湿性的影响

在AgCu共晶钎料中添加不同量的Zn元素熔炼成AgCuZn钎料,并在陶瓷表面进行润湿试验.结果表明,当Zn元素含量为25%(质量分数)时,钎料在陶瓷表面润湿角最小,为23.5°;从近钎料外表面到钎料/陶瓷界面,组织依次为(Cu,Ni)+Ag(s.s)+Cu(s.s)/Ag(s.s)+Cu(s.s)/(Cu,Ni)/Ag(s.s)+Cu(s.s)+TiC金属陶瓷/TiC金属陶瓷.随着钎料中Zn元素含量增加,钎料/TiC金属陶瓷界面处(Cu,Ni)固溶体形态由块状弥散分布变为层状分布;Zn元素在真空中挥发能促进界面元素的溶解和扩散,从而使固液界面张力减小、钎料表面张力增大,最终导致润湿角随着钎料中Zn元素含量增加而出现最小值.     

固/液界面润湿性对线接触油膜润滑的影响

目的 优化表征固/液界面的表征参数。方法 应用AF和FAS修饰柱面滑块以获得不同润湿性的表面,并测量PEG200、150N和PAO6三种润滑油在AF、FAS和SiO2表面上的接触角、接触角滞后以及三种表面的表面自由能。通过对线接触润滑油膜厚的测量,评价固/液界面润湿性与油膜厚度的关联性。结果 润滑油为PEG200或150N时,在SiO2/SiO2接触副产生的油膜厚度高于SiO2/FAS接触副,而且接触角越小,油膜厚度越大;接触角滞后越大,油膜厚度越大。PEG200、150N和PAO6润滑油分别在SiO2/SiO2和SiO2/AF同一接触副时,呈现出几乎相同的油膜厚度。此时,接触角滞后与油膜厚度的关联性优于接触角。此外,润滑油在AF表面测得的接触角最大且接触角滞后最小,但产生的油膜厚度最大,该现象可以归因于油膜承载力/厚度与界面强度的非单调性。结论 在线接触流体动压润滑条件下,固/液界面的润湿性能够影响油膜厚度。界面表征参数接触角和接触角滞后,与油膜厚度的关联性都存在一定的局限性,但相对而言,接触角滞后的范围更大。AF界面特性与油膜厚度的关系,证明了疏油表面可以具有较好的成膜能力。     

The enhancing effect of surface coatings on cast-in bonding of steel and titanium inserts in aluminium castings

Insertion bonding of mild steel and titanium pipes in aluminium castings was performed in two ways; either by holding paired pipe and aluminium cylinder specimens at constant high temperatures, or by pouring molten aluminium into sand moulds containing inserts. The surfaces of the inserts were electroplated using Ag or Au, or spray coated with Al-Si alloy. The bonding was evaluated by shear strength measurements and microstructure observations. To verify the effect of surface coatings, the contact between the molten aluminium and the specimens was observed. At constant high temperatures, coated steels showed good metallurgical bonding when they were maintained for about 200 s in contact with molten aluminium. The time necessary for bonding was shorter with titanium inserts. In bonded specimens, alloyed microstructures were observed at the interfaces. There was no bonding with uncoated specimens. All coatings used were effective when poured, but preheating of the moulds was necessary to allow sufficient solidification time for the melt/insert volume ratios which were 32 and 36. Process analysis by the finite difference method showed that bonding required a period of liquid phase contact of the melt with the inserts. Observation of aluminium droplet contact with the inserts showed that uncoated surfaces of steel and titanium are not wetted by the melt due to stable oxide skins. With Ag electroplating, aluminium droplets can make wet contact with the specimens. The contact angle decreased from about 140° in uncoated specimens to 15°-45° with Ag plating. The plating prevents surface oxidation of the inserts and promotes wet contact when the active aluminium liquid surface is exposed. The Al-Si alloy spray coating has some effect in promoting wettability, but it is inferior to Ag plating.     

Intrinsic contact angle and contact interaction between liquid silver and solid graphite

The intrinsic contact angle between liquid metal and a solid substrate is important for interpreting the contact interaction between them. However, the apparent contact angle revealed in a wetting test does not always coincide with the intrinsic angle. In this study, the intrinsic contact angle of liquid silver on monocrystalline and polycrytalline graphite substrates was investigated by means of a sessile drop method under a 10%H₂−Ar atmosphere at 1273 K. The intrinsic contact angles were estimated to be 124° for the monocrystalline (C surface) and 127° for the polycrystalline.     

添加Bi2O3对AgSnO2触头物理及电接触性能的影响

以Bi2O3为添加剂,采用粉末冶金法制备不同掺杂量的AgSnO2触头材料试样。测量Ag对氧化物基片的润湿角,测试了试样的密度、电导率、接触电阻、燃弧能量等参数,分析了 Bi2O3对AgSnO2触头材料润湿性的影响。结果表明,添加适量的Bi2O3对AgSnO2触头材料的物理和电接触性能有明显的改善,Bi2O3含量为1.5%时AgSnO2触头材料的整体性能达到最佳。润湿角随着Bi2O3含量增大呈现出波动增大的规律,与AgSnO2触头材料接触电阻、燃弧能量的变化规律基本吻合。     

载银自抛光 / 低表面能环保涂层的制备及其耐微生物附着性能研究

目的制备一种新型绿色环保的耐海洋微生物附着涂层。方法通过聚硅氧烷(有机硅)改性丙烯酸树脂,合成以硅氧烷为侧链,丙烯酸树脂为主链的有机硅改性丙烯酸树脂。利用聚多巴胺的粘附性和还原性,制备二氧化硅/聚多巴胺/纳米银(Si O2/PD/Ag)纳米复合材料。以制备的有机硅改性丙烯酸树脂为成膜物,以载银纳米颗粒为杀菌剂,制备耐微生物附着环保涂层。通过傅里叶红外光谱仪(FTIR)和接触角检测仪(CA)分别对有机硅改性丙烯酸树脂的Si—O基团和接触角作表征,通过透射电子显微镜(TEM)表征Si O2/PD/Ag的制备过程,通过水解率和细菌附着等实验评价涂层的防污性能。结果Si—O—Si和Si—O—C的接入使得丙烯酸树脂改性后的接触角从72°提高到96°。Si O2/PD/Ag是一种特殊"核-壳-卫星"结构的载银纳米颗粒,纳米银均匀分散在Si O2的表面。涂层的水解性能良好,水解率为1.03μm/d,杀菌剂分散均匀。结论该涂层通过自抛光和低表面能双重物理抑菌作用和纳米银的杀菌作用,能有效抑制海洋微生物在试样表面的附着。     

Mechanical and electrical properties of In-Bi solder at Bi2212 superconductor interface with annealed Ag spray layers and Ag precoating layers

The electrical properties of solder contact layers between Cu-Ni shunt metal and tube type Bi₂₂₁₂ superconductor that is applied in superconducting fault current limiter were studied. The contact properties of the solders are improved not only by Ag precoating layers, but also by the pre-sprayed Ag layer and subsequent Ag precoating layers. The annealed Ag sprayed layers onto Bi₂₂₁₂ superconductor prior to Ag electroplating work as protecting layers for the superconductor from plating solutions. The contact angle of the electroplated Ag layer is 42.91° and decreases to 15.25° and 5.88° with Ag sprayed layer and additional Ag electroplated layers. The Ag sprayed layer with suitable annealing prior to Ag electroplating improves contact strength of the Ag electroplated layer by about 12% due to denser microstructure of the Ag electroplated layers.