通过Cu/Ti液相扩散反应进行Si_3N_4/Cu的连接

用 Ti粉作中间层在 12 73K直接进行 Si3 N4 / Cu的连接 .用四点弯曲方法测定了不同保温时间下的连接强度 ,并对连接界面进行了 SEM、EPMA和 XRD分析 .结果表明 :通过 Cu- Ti二元扩散促使液相与氮化硅发生界面反应 ,形成 Si3 N4 / Ti N/ Ti5Si3 Ti5Si4 / Cu3 Ti2 (Si) / Cu的梯度层界面 .接头弯曲强度随着保温时间的增加 ,先增后降 .微观分析表明 :Si3 N4 与 Ti的界面反应以及 Cu、Ti、Si的相互扩散决定了接头的力学性能     

SbN4／（Cu，Nb）／Ni／Inconel 600高温合金部分液相扩散连接接头的组织与力学性能

为了在较低的连接温度、连接压力和连接时间下获得高温稳定性好的陶瓷／金属接头，通过设计非对称中间层（Cu，Nb）／Ni，在连接温度为1403K／1373K，连接时间为50min，连接压力为7．5MPa，冷却速度为10K／min的工艺条件下，采用真空扩散连接设备，进行了Si3N4／Inconet600高温合金接头的部分液相扩散连接（partial liquid phase diffusion bonding，PLPDB）．接头的强度通过剪切试验评价，接头组织形态采用扫描电子显微镜（SEM）进行了观察和分析．实验结果表明，Cu，Nb配比、（Cu，Nb）层的厚度和连接温度影响接头的组织形态、强度与断裂．在连接温度为1403K时，Cu，Nb配比增加，接头中的孔洞缺陷减小，接头强度提高，断裂位置从陶瓷／中间层界面向陶瓷t转变．当连接温度为1403K，Cu，Nb配比为10，（Cu，Nb）层厚度不超过0．2mm时，随着（Cu，Nb）层厚度的增加，接头强度提高．当连接温度从1403K降到1373K时，接头强度明显提高．     

Si3N4陶瓷瞬间液相连接三维有限元应力分析

利用有限元方法模拟Si3N4陶瓷瞬间液相连接过程,分析了三维接头残余应力分布状态和中间层对此连接接头应力分布的影响．结果表明：陶瓷外表面靠近连接界面的附近存在最大拉伸应力：采用以Ti／Cu／Ti为中间过渡层的接头的方棒试样,在连接处的直角棱边区域会引起应力集中,采用中间过渡层能缓和接头的残余应力．提高接头强度．     

复合活性钎料钎焊Cu与Al2O3的接头组织及性能

为改善紫铜与Al_2O_3陶瓷的连接强度,采用纳米-Al_2O_3增强的AgCuTi复合钎料(Ag Cu Tip)对紫铜与Al_2O_3陶瓷进行了真空钎焊.采用扫描电镜、能谱分析以及剪切试验对钎焊接头微观组织及力学性能进行了分析.钎焊接头典型界面组织为紫铜/扩散层/铜基固溶体+银基固溶体+Ti_2Cu+Ti_3(Cu,Al)3O/Al_2O_3.纳米-Al_2O_3的添加抑制了Al_2O_3侧反应层的生长,并促进钎缝中形成弥散分布的Ti_2Cu相.随着保温时间的延长,铜侧扩散层和Ti_3(Cu,Al)_3O反应层的厚度逐渐增大.保温时间为20 min时,铜母材向钎料过度溶解,降低了接头性能.当钎焊温度为880°C,保温10 min时,接头抗剪强度最高为82 MPa.纳米颗粒的加入细化了钎缝组织并降低了母材与钎缝热膨胀系数的不匹配,因此提高了接头的连接性能.保温时间可影响界面组织及反应层的厚度,进而影响接头的连接强度.     

TC4/QAL10-3-1.5直接扩散连接形貌分析

对TC4/QAL10-3-1.5直接扩散连接的研究表明:在连接温度T=850℃、连接压力P=8 MPa、保温时间t=30 m in的条件下,能够实现接头的扩散连接,然而在扩散接头的局部有裂纹产生。利用扫描电镜对扩散接头进行了显微组织分析,利用能谱仪对扩散接头的元素扩散距离和浓度分布进行了分析。结果表明:形成了厚度为10μm的扩散接头,元素扩散距离与保温时间之间满足抛物线规律x2=Kp(t-t0);由于Cu与Ti的扩散系数不同,导致发生扩散接头向TC4方向偏移的克肯达尔现象。利用界面孔洞理论解释了裂纹产生的机理,提出了工艺改进的方法,并获得了较好的效果。     

Nb—Ti—Si三元系中化合物的形成序列

运用扩散偶技术将Nb-80％Ti,Nb-60%Ti,Nb-40%Ti和Nb-20%Ti合金与Si组成扩散偶在1373K的退火，用电子探针微区成分分析法对其扩散层进行成分分析，研究结果表明：Si是Nb-Ti/Si界面反应中扩散最快的元素；Nb-80%Ti/Si,Nb-60%Ti/Si,Nb-40%Ti/Si,Nb-20%Ti/Si扩散偶的扩散通道分别为TiSi2→TiSi→Ti5Si4→Ti5Si3→Ti3Si→Be-ta,TiSi2→TiSi→Ti5Si4→Beta,NbSi2→Nb5Si3→Nb5Si3→Beta,NbSi2→Nb5Si3→Beta；此外，将这些扩散通道叠加到Nb-Ti-Si于1373K时的等温截面上，可以看出不同成分的Nb-Ti合金与Si扩散时中间化合物的形成序列。     

Si和Al对机械合金化合成Ti3SiC2的影响

采用3Ti／Si／2C单质粉体为原料,进行机械合金化,以合成Ti3SiC2粉体。研究了Al和过量Si对机械合金化合成Ti3SiC2的影响。研究结果表明,机械合金化单质混合粉体,会诱发自蔓延反应。反应后产生大量坚硬的颗粒状产物。机械合金化3Ti／Si／2C粉体,会产生组成相为TiC、Ti3SiC2、TiSi2和Ti5Si3的粉体与颗粒产物。添过量Si并不会促进机械合金化反应合成Ti3SiC2。添适量Al可消除硅化物,明显促进反应合成Ti3SiC2。采用3Ti／Si／2C／0．15Al粉体作原料时,颗粒产物中Ti3SiC2含量最高,为92．8wt％;而采用3Ti／Si／2C／0．20Al粉体作原料时,粉体产物中Ti3SiC2含量最高,为61．9wt％。     

Ti-6Al-4V/Ni/ZQSn10-10的扩散连接

对钛合金Ti-6A l-4V与锡青铜ZQSn10-10异种金属扩散连接进行了试验研究。利用场发射电镜、能谱仪等对接合区的界面和组织形貌进行了分析比较。结果表明:Ti-6A l-4V/ZQSn10-10直接扩散连接时,由于母材组元的相互扩散和迁移,在交界面附近形成了金属间化合物层,接头强度仅为母材基体强度的30%左右。采用N i做中间层时,避免了母材组元Ti与Cu之间的相互扩散,只存在一定程度的N i分别与两侧的Cu、Ti之间的相互扩散,接头扩散区的组织形貌有了明显的改善。在最佳连接规范(连接温度T=830℃,连接压力p=15 MPa,连接时间t=30 m in)下,可使钛合金与锡青铜牢固地连接,接头强度达到母材基体强度的65%(达155 MPa),且连接试样无明显变形。     

Si对热压法制备Ti3SiC2/SiC复合材料的影响

通过热压法制备了Ti3SiC2／SiC复合材料,并通过扩散偶实验及组织观察,探讨了Si元素对热压制备Ti3SiC2／SiC复合材料的反应过程及组织的影响．结果表明,Si元素在反应过程中起主要作用,决定着反应进行的速度与方向．而且随着反应物中Si量的增加,更有利于Ti3SiC2／SiC复合材料的形成．     

交变电场下SiC/Ti扩散连接过程中原子扩散和界面反应

为研究交变电场对界面处原子扩散行为及界面反应的影响,将交变电场引入SiC与Ti的扩散连接过程,采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)及剪切性能测试等手段研究了交(直)流电场及电场强度对SiC/Ti扩散连接界面结构、原子扩散、剪切强度的影响,探讨了电场辅助扩散连接的物理机制.研究结果表明:在空洞闭合阶段,电压会使得界面处产生极大的镜像吸附力,使两个表面结合更加紧密,界面吸附力随着外加电压的增大和界面间距的减小而增大;在扩散反应阶段,施加电压会使界面处原子扩散通量增加,即外电压会促进SiC和Ti扩散连接界面处原子的扩散,电压越大,促进作用越明显.直流电压作用下扩散连接界面有正负极效应,而交流电压作用下无此效应.在950℃/1.5 h/7.5 MPa条件下施加400 V交流电压扩散连接接头强度达到63.8±9.4 MPa,界面反应层的相结构为SiC/Ti C/Ti C+Ti5Si3/Ti.电场可在一定程度上促进界面原子的扩散,提高连接效率.     

玉米叶状Cu2O/Cu负极的制备及其电化学性能

采用阳极氧化法及后续高温煅烧制备了三维微纳玉米叶状Cu2O/Cu锂离子电池负极材料.利用X射线衍射、扫描电子显微镜对产物的物相组分、晶体结构和形貌进行了系统表征;利用电化学工作站、电池性能测试系统对制备的电极材料进行电化学性能的分析和计算.结果表明,铜箔表面被均匀刻蚀了 一层玉米叶状Cu2O,长度约为100～200 nm,宽度约为30 nm;玉米叶状Cu2O/Cu作为锂离子电池负极材料,在电流密度为100 mAhg-1经过200次充/放电循环后,该负极材料的可逆放电比容量仍高达848.6 mAhg-1:电化学交流阻抗谱图拟合和计算的结果表明三维微纳玉米叶状Cu2O/Cu电极材料具有更低的电荷传质电阻和更好的锂离子固相扩散能力.     

Fabrication of W/Cu and Mo/Cu FGM as Plasma-facing Materials

W/Cu Functionally Graded Materials (FGM) was designed not only for reducing the thermal stress caused by the mismatch of thermal expansion coefficients, but also for combining the features of W, Mo - high plasma-erosion resistance and the advantages of Cu - high heat conductivity and ductility. Four different fabrication processes for W/Cu or Mo/Cu, including hot-pressing, Cu infiltration of sintered porosity-graded W skeleton, spark plasma sintering and plasma spraying, were investigated and compared. It was foundthat the hot-pressing process is difficult to keep the designed composition gradient, while the other three processes are successful in making W/Cu or Mo/Cu FGM. Meanwhile, microstructures and composition gradients are analyzed with SEM and EDAX.     

用TG法测定Cu2O和Cu2S交互反应动力学

研究用ＴＧ法并辅之于碘量法测定了固态Ｃｕ２Ｏ和Ｃｕ２Ｓ交互反应动力学,结果表明反应始于４５０℃结束于１１００℃,在此温度范围内,反应分两段进行,并存在最大值,分别在６００℃和９００℃。对影响反应速率的参数载流气体速度、物粒粒度、物料浓度进行了研究,根据实验结果获得最佳反应条件,并导出非线性升温的固态反应动力学方程。     

电子封装中的无铅Sn-3.8Ag-0.5Cu/Cu界面研究

针对钎料与焊盘间形成IMC层的厚度是影响可靠性的一个关键因素．对无铅钎料Sn-3．8Ag-0．5Cu与Cu盘进行了重熔,采用Olympus（光学金相显微镜）,SEM（扫描电镜）和EDX（能谱X射线）界面分析手段,研究了合金Sn-3．8Ag-0．5Cu与Cu焊盘接头的钎焊性和在焊接过程中IMC的形成与长大机理,探讨了IMC厚度与保温时间的变化规律．研究结果表明,无铅钎料合金Sn-3．8Ag-0．5Cu在钎焊务件下与Cu焊盘能够实现良好的连接,其连接层为Cu6Sn5金属间化合物,重熔时的IMC层生长基本上符合抛物线规律．     

Electronic structure of Ag-Cu alloys

Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏａｄｖａｎｃｅｍａｔｅｒｉａｌｓｓｃｉｅｎｃｅｉｎｔｏａｓｙｓｔｅｍａｔｉｃｓｃｉｅｎｃｅｏｆｍａｔｅｒｉａｌｓａｎｄｅｍｐｉｒｉｃａｌｄｅｓｉｇｎｏｆｍａｔｅｒｉａｌｓｉｎｔｏａｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｄｅｓｉｇｎｏｆｍａｔｅｒｉａｌｓ,ｗｅｆｉｒｓｔｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｔｈｅｏｎｅａｔｏｍｔｈｅｏｒｙｏｆｐｕｒｅｍｅｔａｌｓ(ｓｉｍｐｌｙＯＡｔｈｅｏｒｙ)[1—6]ａｎｄｔｈｅｎｄｅｖｅｌｏｐｅｄｔｈｅｃｅｎｔｒａｌａｔｏｍｓｍｏｄｅｌｉｎｔｈｅｓｔａｔｉｓｔｉｃｔｈｅｒｍｏｄｙｎ…     

Effect of adding Ce on interfacial reactions between Sn-3.0Ag-0.5Cu solder and Cu substrate

The formation and the growth of Cu-Sn intermetallic compound （IMC） layer at the interface between Sn-3.0Ag-0.5Cu-xCe solder and Cu substrate during soldering and aging were studied. The results show that Cu6Sn5 IMC is observed at the interface between solder and Cu substrate in all conditions. After aging for 120 h,the Cu3Sn IMC is then obtained. With increasing aging time,the scalloped Cu6Sn5 structure changes to a plate structure. The Cu3Sn film always forms with a relatively planar interface. By adding a small amount of the rare earth element Ce （only 0.1%,mass fraction） into the Sn-3.0Ag-0.5Cu solder alloy,the growth rate of the Cu-Sn IMC at the interface of solder alloy system is decreased. When the time exponent is approximately 0.5,the growth of the IMC layer is mainly controlled by a diffusion over the studied time range.     

Microstructural characterization of Cu/Al composites and effect of cooling rate at the Cu/Al interfacial region

Cu/Al composites are of vital importance in industrial applications because of their numerous advantages. The influence of bond-ing temperature and cooling rate on the microstructure and morphology of ...     

铜原子激光共振电离研究

用准分子泵浦的染料激光研究了铜原子的二步共振电离，求解了非饱和共振电离过程速率方程，由基态共振吸收截面，计算了电离效率与激发与电离激光能量密度之间的关系，得到了饱和激发电离的流量和通量条件，并进行了讨论。     

铜配位聚醋酸乙烯酯的制备

研究了以水合肼为还原剂,液相化学还原法制备铜配位聚醮酸乙烯酯（Cu／PVAc）的过程。分析了温度、pH、助剂对铜配位聚酣酸乙烯酯的影响,并用透射电镜和X射线衍射仪对粒子进行了表征,结果显示,在助剂的PVP的作用下,可以得到分散效果较好,平均粒度为25nm的Cu／PVAc颗粒。