(Cu-50TiH_2)+SiC_p复合粉体焊料连接石墨/铜接头的微观结构

碳材料与铜的连接在汽车及能源等领域具有潜在的应用。采用Cu、TiH2和SiC粉末组成的复合粉体焊料在950℃/10min工艺条件下真空钎焊石墨与铜,并研究复合粉体焊料中SiC含量对石墨/铜接头剪切强度的影响。结果表明,复合焊料中添加SiC有利于接头室温剪切强度的提高。当SiC体积分数为10%时,接头室温剪切强度最高,为19.2MPa。微观分析表明,连接过程中,复合粉体焊料中TiH2分解产生的Ti与SiC发生原位反应,生成TiC、Ti5Si3及Ti3SiC2等反应产物;另外,Ti与石墨母材发生界面反应形成厚度为2~3μm的TiC反应层,Ti和Cu则形成Ti3Cu4等金属间化合物。由于Ti3SiC2在高温下具有塑性,可在一定程度上缓解石墨/铜接头的残余热应力。同时,晶须状和颗粒状的反应产物弥散分布在连接层中,对接头起强化作用,也有利于石墨/铜接头性能的提高。     

铝基复合金属粉末钎焊石墨的界面结构及性能

以Al、Ti复合金属粉末为活性钎料对高纯石墨进行连接,研究加热温度和保温时间对接头组织和性能的影响。采用SEM、EDS、XRD研究接头界面结构及相的组成,并对钎焊机理进行分析。结果表明:1 100℃钎焊10 min时接头与石墨结合紧密,强度达到12.96 MPa。微观结构研究和XRD相分析表明界面区域发生了化学反应,反应产物主要为TiC;焊接接头的界面结构为石墨/TiC+TiAl3+Ti-Al固溶体/石墨。     

铜/钨铜/铜热沉复合材料界面结合性能的研究

采用扩散焊接工艺制备铜/钨铜/铜热沉复合材料,研究了焊接温度、保温时间、焊接压强对焊接界面结合强度和界面扩散的影响,当焊接温度为980℃、保温时间为4h、压强为55MPa时,铜/钨铜/铜热沉复合材料的界面结合强度最大,说明此时扩散复合的效果最好,焊接接头质量最高。     

石墨/Ni+Ti体系润湿性研究

陶瓷/金属润湿性研究对于陶瓷-金属连接以及金属陶瓷复合材料的制取有重要意义。采用座滴法研究了石墨/Ni+Ti体系的润湿性。测定了不同成分的焊料与石墨基体的接触角,并研究了界面结构和成分。1340℃时,在真空中石墨/Ni平衡接触角为78°,保温时间对接触角没有显著影响。添加剂Ti的质量分数达到40%后,能显著改善润湿性,在这种情况下,接触角随保温时间延长而减小。润湿界面存在明显的元素互扩散现象。     

Ti对A1-Ag-Cu反应扩散连接SiCp/2618A1复合材料接头组织及力学性能的影响

采用Al、Ag、Cu等混合粉末作为中间夹层对铝基复合材料(SiCp/2618A1)进行反应扩散连接,通过在中间夹层中添加Ti,研究了Ti对接头组织结构和力学性能的影响.研究结果表明:在连接温度540℃,保温60min的情况下,Ti的加入改善了Al-Ag-Cu共晶液相对铝基复合材料表面Al2O3氧化膜和SiC颗粒的润湿性.可以获得均匀致密度高的连接接头;接头主要由Ag、AI和AI-Ag固溶体组成,在其中分布了少量的Al4Cu9、Al3Ti、Ag2Al和SiC;接头的剪切强度随Ti添加量的增加而提高,但过多的加入Ti反而降低接头的剪切强度.当Ti添加量为2.1%(质量分数)时,连接效果最好,接头剪切强度可达到101MPa.     

超细晶Cu/AI异种材料搅拌摩擦焊组织与性能研究

超细晶材料综合性能优异,但组织热稳定性较差,焊接后接头组织容易发生异常长大,使其性能急剧下降。因此,合适的连接工艺对大尺寸超细晶结构件的应用具有重要工程意义。以超细晶铜、粗晶铝以及粗晶铜、粗晶铝作为结构母材,采用热输入量小的搅拌摩擦焊（FSW）工艺进行连接探索,系统观察了铜铝接头组织与性能。结果表明,超细晶铜与铝接头界面处元素互扩散能力较强,形成较多的Al4Cu9 金属间化合物;在焊接过程中,当搅拌头转速为1000 r/min,焊接速度为50 mm/min时,粗晶铜与铝接头硬度可达HV 211,超细晶铜与铝焊接接头可获得良好的力学性能。     

硬质合金与球墨铸铁热等静压扩散连接的研究

用热等静压扩散连接法获得了硬质合金与球墨铸铁的直接连接接头和以镍箔为中间夹层的间接连接接头。采用金相、扫描电镜、显微硬度及电子探针显微分析等手段对结合界面区域的组织结构、显微硬度变化及元素扩散进行了研究。对直接连接和间接连接接头的接合强度进行了评估,并对接头断裂特性进行了分析。     

热等静压温度对V-4Cr-4Ti/HR2钢连接界面及性能的影响

以AuNi合金作为过渡层材料,采用热等静压(HIP)方法进行V-4Cr-4Ti/HR2钢(SS)扩散连接.利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)及剪切试验分析了接头的扩散层显微组织、微区成分和力学性能.研究表明:采用AuNi过渡层材料,能够实现V-4Cr-4Ti/HR2的扩散连接;HIP温度为850℃时,接头质量良好,其剪切强度为39MPa;V、Fe、Ni等主要元素的平均扩散深度为20μm左右;在SS侧,扩散层较为均匀,在V-4Cr-4Ti侧,形成了Au的富集层和NixVy的富集层,两层呈相互交替的层状分布.     

铝合金热管低温扩散钎焊接头组织性能与扩散机制研究

航天级铝合金热管对装配连接提出了大功率高热流密度散热要求,传统胶接方式存在使用寿命短,可靠性差等缺点难以满足要求,针对铝合金热管进行了低温装配金属键连接试验研究。采用新型中间层材料成功的实现了6061铝合金的低温扩散钎焊。通过扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)对接头微观组织和成分进行分析。结果表明,中间层镓和铜通过相互扩散形成了新相CuGa2;对保温温度为80℃、扩散时间分别为5 h/10 h/20 h的接头组织进行观察,发现扩散时间越长,镓和铜相互扩散越充分,中间层中残留的铜和镓越少,形成的接头组织越均匀致密;对界面传热系数和耐温性能进行了测试,结果表明金属键连接有很高的传热系数达到82362 W·(m2·K)-1,充分满足航天级热管大功率高热流密度散热要求;接头的耐温温度达到300℃,在300℃时,接头没有出现任何液化和重熔现象;最后通过对铝合金低温扩散钎焊过程的分析探讨了其中间层的扩散机制。     

钢材超塑性扩散连接接头的质量分析

通过对４５／４５、Ｗ６Ｍｏ５ＣｒＶ２／４５钢的超塑性扩散连的室温力学性能、接头界面组织以及界面碳扩散等进行测试分析发现,在足够的预压力和良好的连接表面状态下,同种钢材的超塑性扩散连接接头形成了牢固冶金结合,接头界面层可以完全消失;异种钢材的超塑性扩散连接接头界面仍清晰可见,界面是由冶金结合区,机械结合区及显微空隙等组成