Fe-Cr合金在TiO陶瓷上的润湿及其机理

Fe Cr合金对一氧化钛的润湿性能较差 ,在熔点温度下各成分的Fe Cr合金在一氧化钛上的润湿角都在 90°左右。当铬含量≤ 5 0 %时 ,Fe与TiO间存在界面反应 ,生成Fe2 Ti和Ti3 O2 。但界面反应的产生 ,并不能有效改善其润湿性。随着润湿温度的升高 ,合金的润湿性略有改善。在Fe Cr合金中添加少量的表面活性物质Si,可改善Fe Cr合金在一氧化钛上的润湿性。因为在润湿过程中Si在界面的富集 ,不仅降低了界面能和液相表面张力 ,有效改善了合金的润湿性 ,而且阻止了Fe与TiO间的界面反应 ,使反应型润湿转变为非反应型润湿。添加合金元素Si1.5 %以上 ,可使润湿角降至 2 5°左右。     

两种Pd-Ni基高温钎料在Si3N4陶瓷上的润湿性

采用座滴法研究了两种钎料PdNi-(15～22)v和PdNi-(16～24)Cr在Si3N4陶瓷上的润湿性.结果表明,两种钎料的熔点及润湿性均有很大差别,PdNi-(16～24)Cr钎料对Si3N4陶瓷的润湿铺展良好.PdNi-(16～24)Cr钎料与Si3N4陶瓷形成的扩散反应层中,Cr元素主要分布在扩散反应层区域,根据各元素所占比例,Cr元素主要与母材扩散出的N元素形成Cr2N相.由于Cr原子向母材界面扩散,从而改善了钎料的润湿性.     

Pd-Ni-（Cr，V）基高温钎料对Si3N4陶瓷的润湿及界面反应

采用座滴法研究了4种钎料Pd60-Ni40,PdNi-(3-6)V,PdNi-(7-15)V和PdNi-(16-24)Cr-(6-15)V(质量分数,%)在Si3N4陶瓷上的润湿性.结果表明,在1250℃/30min的真空加热条件下,4种钎料均在Si3N4母材上润湿铺展,PdNi-(16-24)Cr-(6-15)V钎料不但润湿角小,而且形成了无缺陷的润湿界面.该钎料与Si3N4形成的扩散反应层中,Cr和V优先与从母材扩散出的N反应生成相应的Cr-N和V-N相;只有少量的Si参与反应生成相应的Cr-Si和V-si相;钎料基体区中主要是溶有少量Si的Pd-Ni固溶体以及Pd-Si和Ni-Si相.Cr相对于V更容易向界面扩散.     

WETTABILITY AND INTERFACIAL REACTIONS OF Pd-Ni-(Cr,V) BASED BRAZING FILLERS ON Si3N4 CERAMIC

采用座滴法研究了4种钎料Pd60-Ni40, PdNi-(3-6)V, PdNi-(7-15)V 和PdNi-(16-24)Cr-(6-15)V(质量分数, %)在Si3N4陶瓷上的润湿性. 结果表明, 在1250℃/30 min的真空加热条件下, 4种钎料均在Si3N4母材上润湿铺展, PdNi-(16-24)Cr-(6-15)V钎料不但润湿角小, 而且形成了无缺陷的润湿界面. 该钎料与Si3N4形成的扩散反应层中, Cr和V优先与从母材扩散出的N反应生成相应的Cr-N和V-N相;只有少量的Si参与反应生成相应的Cr-Si和V-Si相; 钎料基体区中主要是溶有少量Si的Pd-Ni固溶体以及Pd-Si和Ni-Si相. Cr相对于V更容易向界面扩散.     

钛基钎料高温钎焊TZM界面行为及热稳定性研究

采用Ti-8.5Si、Ti-33Cr和Ti-30V-3Mo钎料实现了钛锆钼(TZM)合金的高温真空钎焊连接,借助SEM、EDS及润湿性试验和抗剪试验等分析试验方法,研究了钛基钎料高温钎焊TZM及钎焊接头经高温热循环后的热稳定性。结果表明,Ti-8.5Si、Ti-33Cr在1520℃/6min的工艺条件下良好润湿TZM,润湿角分别为10°和9°,Ti-8.5Si钎料的铺展面积大于Ti-33Cr钎料的铺展面积,Ti-30V-3Mo钎料在1680℃/8min的条件下在TZM板上的润湿角为5°。Ti-8.5Si/TZM接头界面形成(Ti,Mo)固溶体,钎缝中心由(Ti,Mo)固溶体和Ti₅Si₃相组成。Ti-33Cr/TZM接头界面形成(Ti,Mo)固溶体,钎缝中心由(βTi,Cr)固溶体和αTi+(αTi+αTiCr₂)共晶组成。Ti-30V-3Mo/TZM接头,钎缝区主要由(βTi,V)固溶体和αTi组成,界面区由Ti与Mo形成(Ti,Mo)固溶体。三种钎料钎焊TZM,均形成固溶体钎焊接头而实现钎料与TZM的冶金结合,钎焊接头强度分别为135.8MPa(Ti-8.5Si)、132MPa(Ti-33Cr)和131MPa(Ti-30V-3Mo)。Ti-8.5Si/TZM、Ti-33Cr/TZM接头经过1200℃/60min没有观察到明显的晶间渗入和母材溶蚀,界面固溶体结合形式无变化。Ti-30V-3Mo/TZM接头经过1550℃/60min热循环后,观察到1个晶粒深度的晶间腐蚀,没有明显的母材溶蚀现象,且界面依然保持固溶体结合形式。三种钛基钎料可实现TZM的高温钎焊,依靠界面固溶体实现冶金结合,经高温长时间热循环后钎焊接头组织性能稳定,发生晶间渗入敏感性低,为TZM的高温应用连接提供理论与试验指导。     

界面反应对铝熔体与Si3N4多孔陶瓷界面的润湿作用

应用界面润湿理论从热力学角度计算了铝熔体和Si3N4陶瓷存在界面反应时的润湿角；通过测量不同浸渗时间下浸渗厚度，结合浸渗动力学模型，获得实际浸渗过程中铝合金熔体与Si3N4多孔预制体之间润湿角，并将该试验结果与上述理论计算结果相比较。研究表明：Al／Si3N4界面反应过程对熔体与预制体的润湿起到重要作用；应用界面润湿理论计算得到T=1223K（950℃）时，Al／Si3N4界面实际接触角θ值为60．2°，界面反应对界面接触角的贡献达到47．6°，计算结果与浸渗动力学试验吻合。     

不同Ti含量对金基活性钎料的性能影响研究

研究了Ti含量(0wt%~7wt%)对Au-18Ni合金钎料性能的影响。结果表明:Ti的加入提高了钎料合金的峰值温度,对起始点温度影响不大;随着Ti含量的增加,钎料在95Al_2O_3陶瓷上铺展面积增大,润湿角减小;Ti提高了钎料对95Al_2O_3陶瓷的润湿性。采用扫描电镜和能谱分析仪分析界面的显微结构和元素变化趋势,得出了(Au-18Ni)+5Ti钎料钎焊的95Al_2O_3/1Cr18Ni9Ti接头效果良好的主要原因是活性元素Ti与95Al_2O_3发生反应而引起界面能的变化所致。     

界面反应对铝熔体与Si3N4多孔陶瓷界面的润湿作用

应用界面润湿理论从热力学角度计算了铝熔体和Si3N4陶瓷存在界面反应时的润湿角;通过测量不同浸渗时间下浸渗厚度,结合浸渗动力学模型,获得实际浸渗过程中铝合金熔体与Si3N4多孔预制体之间润湿角,并将该试验结果与上述理论计算结果相比较.研究表明:Al/Si3N4界面反应过程对熔体与预制体的润湿起到重要作用;应用界面润湿理论计算得到T=1223 K(950℃)时,Al/Si3N4界面实际接触角θ值为60.2°,界面反应对界面接触角的贡献达到47.6°,计算结果与浸渗动力学试验吻合.     

Cr与B对镍基高温钎料在Cf/SiC陶瓷基复合材料上润湿性的影响

研究了Cr和B元素对镍基高温钎料在3D-Cf/SiC陶瓷基复合材料上的润湿性的影响.试验结果发现,在真空度小于10-3 Pa,工作温度1100 ℃,保温时间10 min条件下,当钎料中的Cr元素含量为15%,B元素含量为0.6%时,镍基钎料在Cf/SiC上的润湿角为10°,然而B元素含量增加到2.4%后,润湿角增大到62°,表明钎料中的元素B降低钎料在Cf/SiC上的润湿性.钎料中的活性元素Cr对润湿有重要影响.镍基钎料在Cf/SiC上的润湿过程属于反应润湿,润湿界面生成多种碳化物和硅化物.采用扫描电镜与能谱仪分析界面的微观结构与成分,通过X射线衍射仪检测界面产物.     

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.     

Si，B在渣─铁两相间的分配比

采用化学平衡法，在１５００℃测定了ＭｇＯ－ＳｉＯ_２－Ｂ_２Ｏ_３三元渣与碳饱和铁液间达平衡时Ｓｉ，Ｂ在渣─铁间的分配比。     

Mo—Si系机械合金化非晶转变

利用透射电镜和Ｘ射线衍射技术研究了Ｍｏ－３６．５％Ｓｉ、Ｍｏ－４５％Ｓｉ和Ｍｏ－６６．７％Ｓｉ混合粉在机械合金化过程中的相结构变化。经长时间球磨后,这三种粉都可以转变为非晶;不同成分混合粉的中间产物并不相同,中间产物的差异导致了不同成分的Ｍｏ－Ｓｉ系非晶转变的机制不同。Ｍｏ－３６．５％Ｓｉ的非晶化过程是首先形成亚稳相的过饱和固溶体,然后形成了非晶,此时,Ｍｏ和Ｓｉ原子的尺寸因素是非晶转变的决定因素。Ｍｏ－４５％Ｓｉ和Ｍｏ－６６．７％Ｓｉ混和粉则是首先形成了金属间化合物,然后形成了非晶相,此时,缺陷为非晶转变的决定因素。     

激光合成纳米晶Si粉及粉体性能表征

本文采用激光诱导高纯硅烷气相反应在不同的合成条件下制备出平均粒径为２０—１００ｎｍ。晶粒度为１８—３７ｎｍ的各种纳米Ｓｉ粉。研究了实验参数对粉体形成的影响并采用多种测试手段（ＴＥＭ．ＸＰＳ，ＸＲＤ，ＦＴＩＲ．ＢＥＴ）研究了粉体粒子形貌、键结构特征及表面状态。结果表明。粉体由团聚态形状不规各单分散球形的多晶粒子组成。较低的激光功率似加大稀释Ａｒ气量有利于单分散细粒子的形成。粉体氧杂质含量为２．０—３．０ｗｔ－％。主要以Ｏ－Ｓｉ－Ｈ键状态存在于粒子表面，是由粉体暴露空气后粒子表面产生化学吸附氧形成的。     

铸铁中Mn和Si偏析行为的研究

通过逐层抛磨,结合着色腐蚀法获得铸铁中共晶团及卵形枝晶横向最大二维切面,应用电子探针研究了其中Mn和Si的偏析分布与含量的关系。结果表明:在凝固速度不变时,Mn和Si在其中的实际分配系数K,偏析系数Ks不随其含量而变化;而Mn和Si的偏析梯度K_R却随其含量的变化而变化。     

新型铝锡硅合金结晶行为及微观组织

采用ＸＲＤ、ＯＭ、ＳＥＭ及ＥＭＰＡ，分析了新型铝锡硅轴承合金的微观结构。根据相图，探讨了合金的结晶过程。结果表明：新型铝锡硅合金的非平衡结晶相组织由α（Ａｌ）、Ｓｉ、β（Ｓｎ）３相组成。β（Ｓｎ）相依附于共晶Ｓｉ凝固并以近网状分布于晶界；经过适当的均匀化处理，β（Ｓｎ）相以Ｓｉ为核心聚集球化而形成Ｓｎ环绕Ｓｉ的软硬相相结合的“包晶”式相结构。此外，凝固组织的化学成分分析结果表明：合金元素未产生宏观偏析现象。     

SEGREGATION OF Mn AND Si IN GREY CAST IRON

An optimal two-dimensional transverse section of eutectic cells or ellipsoid austenite dendritesin the grey cast iron specimen was prepared by polishing layer by layer together with etchingand coloring.The segregation of Mn and Si with relation to their contents in the grey cast ironwas examined by EMPA.The actual partition and segregation coefficients of Mn and Si inthe grey cast iron were found to be not varied with their contents,but their segregation gra-dient to be different to various contents of them.     

恒氧位下渣-熔Cu间Ti和Si的传输SCIEI

本文研究了1500℃恒氧位下与不同含有TiO_2和SiO_2渣系共存的熔态Cu-Ti Si合金中Ti和Si的表观传输现象。     

TRANSFER OF Ti AND Si BETWEEN SLAGS AND MOLTEN Cu UNDER CONSTANT OXYGEN POTENTIAL

An experimental study has been made of the mass transfer of Ti and Si between slags and mol-ten Cu under constant oxygen potential at 1500℃.Apparent mass transfer coefficients of Tiand Si in molten Cu have been obtained.     

SOLIDIFICATION BEHAVIOR AND MICROSTRUCTURE EVOLUTION OF Si BEARING TiAl ALLOY

１　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｉＡｌａｌｌｏｙｓｈａｖｅｂｅｅｎｒｅｃｅｉｖｉｎｇａｎｉｎｃｒｅａｓｉｎｇａｔｔｅｎｔｉｏｎｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｉｒｈｉｇｈｓｐｅｃｉｆｉｃｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｅｘｃｅｌｌｅｎｔｓｔｉｆｆｎｅｓｓ，ｇｏｏｄｏｘｉｄａｔｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ａｎｄｃｒｅｅｐｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ［１－３］．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｓｅａｌｌｏｙｓｓｕｆｆｅｒｆｒｏｍａｌｏｗｄｕｃｔｉｌｉｔｙｕｐｔｏａｂｏｕｔ６００℃．Ｅｘｔｅｎｓｉｖｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｆａｌｌｏ…     

Mg_2Si及Si粒子在Al-Mg-Si合金晶间腐蚀中协同作用机理的多电极偶合研究

通过测定Al-Mg-Si合金晶界各组成相的极化曲线及不同Mg/Si比Al-Mg-Si合金晶界组成相(AlMg_2Si及Al-Mg_2Si-Si)间的动态电化学偶合行为,研究了不同Mg/Si比Al-Mg-Si合金的晶间腐蚀机理。研究表明,晶界Si电位比其边缘Al基体正,在整个腐蚀过程中作为阴极导致其边缘Al基体的阳极溶解。晶界Mg_2Si电位比其边缘Al基体负,在腐蚀初期将作为阳极而发生阳极溶解;由于Mg_2Si中活性较高元素Mg的优先溶解,不活泼元素Si富集,致使Mg_2Si电位正移,甚至与其边缘Al基体发生极性转换,导致其边缘Al基体的阳极溶解。Mg/Si1.73的Al-Mg-Si合金晶界只存在不连续分布的含Mg、Si的析出相,不能在晶界形成连续腐蚀通道,合金不表现出晶间腐蚀敏感性。Mg/Si1.73的Al-Mg-Si合金晶界同时析出含Mg、Si析出相和Si粒子;腐蚀首先萌生于Mg_2Si相;而后,Si粒子一方面导致其边缘无沉淀带严重的阳极溶解,另一方面通过加速Mg_2Si和晶界无沉淀带的极性转换,协同促进了Mg_2Si边缘无沉淀带的阳极溶解,即腐蚀沿晶界Si粒子及Mg_2Si粒子边缘的无沉淀带发展。Si粒子促进了腐蚀的发展,导致合金表现出严重的晶间腐蚀敏感性。