TiZrNiCu钎料钎焊TZM合金与ZrC_p-W复合材料界面组织与性能

采用TiZrNiCu非晶钎料实现了TZM合金与ZrC_p-W复合材料的真空钎焊连接,通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)及X射线衍射(XRD)等方法分析了接头界面的微观组织结构、生成产物及钎焊温度对界面组织及接头性能的影响,确定了接头的断裂位置和断裂方式。研究结果表明:钎焊接头的典型界面结构为TZM/Mo(s,s)+Ti(s,s)+(Ti,Zr)_2(Ni,Cu)/Ti(s,s)+(Ti,Zr)_2(Ni,Cu)/(Ti,Zr)_2(Ni,Cu)/ZrC_pW。随钎焊温度升高,TZM一侧扩散层逐渐变宽,其内部的线状条纹变多、增宽,而钎缝逐渐变窄,靠近ZrC_p-W一侧反应层宽度变化不大,钎料向TZM一侧扩散增快、Mo及W颗粒向钎料中的溶解加快。接头的抗剪强度随钎焊温度升高先升高后降低,当钎焊温度为1020℃、保温10 min时,接头获得最大抗剪强度为121 MPa。断口分析表明,断裂位置位于TZM母材与钎缝之间的反应层,断裂方式为脆性断裂。     

TiZrNiCu钎料真空钎焊TZM合金接头界面组织及力学性能

采用Ti-Zr-Ni-Cu非晶钎料箔实现了TZM合金的真空钎焊连接,研究了钎焊温度和保温时间对接头界面微观组织结构及力学性能的影响。通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)分析了接头界面组织及物相成分、确定接头的断裂位置和断裂方式,通过X射线衍射仪(XRD)分析确定接头中存在的物相。研究结果表明:接头典型界面组织为TZM/Ti-Mo固溶体+(Ti,Zr)2(Ni,Cu)/TZM,随着钎焊温度或保温时间的增加,钎缝中Ti-Mo固溶体的含量增加,(Ti,Zr)2(Ni,Cu)相含量减少,且Ti-Mo固溶体中Mo元素的原子比例增加,钎缝与母材连接界面处、母材中的裂纹状结构含量增加。随钎焊温度或保温时间的增加,接头剪切强度先增大后减小,当钎焊温度1020℃,保温时间20 min时,接头具有最大剪切强度105 MPa。断口分析表明,断裂位置为钎缝与母材连接界面,断裂方式为解理断裂兼部分沿晶断裂。     

铪与铜钎焊接头的组织与强度

采用72Ag-28Cu钎料对铪与铜进行了真空钎焊试验,钎焊温度为820~920℃,保温时间为1~45 min。研究了钎焊温度与保温时间对Hf/72Ag-28Cu/Cu钎焊接头组织和强度的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)观察钎焊接头组织形貌,用能谱仪(EDS)进行化学成分分析,用X射线衍射(XRD)进行物相分析。结果表明:随着钎焊温度的升高与保温时间的延长,接头剪切强度先升高后降低;在钎焊温度为840℃、保温时间为15 min的真空钎焊条件下,钎缝中的各相分布均匀,且尚未粗化,相比温度升高和保温时间延长获得的大块连续状相而言更有分布优势,起到了弥散强化的作用,并有利于应力的缓解释放,此时剪切强度最高,达到了最大的201 MPa,钎缝内形成了良好的结合界面;钎焊接头界面生成了Cu51Hf14,Cu8Hf3金属间化合物,但Cu-Hf化合物过多会对缺陷比较敏感,易产生裂纹,降低接头强度;Cu-Hf化合物过少导致没有形成良好冶金结合;因此,钎焊温度过高或过低,保温时间过长或过短对接头强度都不利。接头的界面结构为Hf/Cu-Hf化合物+Hf基固溶体/Hf基固溶体+Ag-Cu共晶组织+Cu-Hf化合物+Cu基固溶体/Cu。     

多孔TiA1金属间化合物和434L不锈钢的钎焊连接

采用Ti-Cu混合粉为焊料,对多孔TiA1金属间化合物与434L不锈钢进行真空钎焊连接,测试异种材料连接件的整体拉伸性能;并用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对接头界面组织结构进行观察和分析.结果表明,采用Ti-Cu粉焊料可以实现此类异种材料间的连接;优化的焊接工艺参数为:焊接温度955℃及焊接时间240s,连接件的室温抗拉强度为65 MPa;接头界面结构依次为多孔TiA1,Ti3A1 Ti2Cu,TiCu Ti2Cu,富Ti层,富Fe层及不锈钢.     

AgCuInTi钎料焊接Al2O3陶瓷界面反应机制研究

采用AgCuInTi钎料在较低温度对Al2O3陶瓷与可伐合金(Kovar)进行焊接。研究了钎焊温度对于Al2O3/AgCuInTi/Kovar封接件抗拉强度及漏气速率的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)以及X射线衍射分析(XRD)对陶瓷与钎料反应界面进行分析,研究界面反应机制。结果表明:随着焊接温度的升高,抗拉强度先升高后降低,最高达780℃时的93 MPa,漏气速率有先变小后变大的趋势,最小漏气速率为810℃时的1.1×10-10Pa·m3·s-1;焊接界面清晰可辨,陶瓷与钎料层形成了明显的反应界面,元素Ti和Cu在界面处达到峰值;元素In促使钎料在较低温度熔化,同时与Ag作用形成了钎料层的基体相,在陶瓷与钎料反应界面附近与Cu作用生成Cu4In;活性元素Ti是实现Al2O3与AgCuInTi连接的关键,界面主要产物为TiO2,TiO,Cu3TiO4,Al3Ti,同时伴有单质Ag的生成。     

Ti-25Cu-15Ni钎料钎焊的TA0钛接头界面微观组织及拉伸性能

采用真空电弧熔炼法制备钛基钎料Ti-25Cu-15Ni(at.%),通过DSC、SEM和XRD分析确认该钎料的焊接温度和微观组织结构及形貌。采用该钎料钎焊工业纯钛TA0,并分析焊接接头的微观组织结构。结果表明,该钎料主要由α-Ti和Ti2Cu共晶组织构成,在1 000℃焊接温度下,在钎料/焊接母材接头界面,有大量的Ti2Cu和TiNi化合物形成。同时,在靠近母材部分存在α-Ti+TiNi共晶组织,Ni元素扩散到钛合金母材中形成针状TiNi化合物,有利于连接强度的提高。测试了在1 000℃下的不同保温时间对试样拉伸强度的影响,结果表明,1 000℃下保温30 min制备的连接件最大拉伸强度为185.65 MPa。     

微量Ge对Sn-0.7Cu高温钎焊界面组织的影响

测试了Sn-0.7Cu和Sn-0.7Cu-0.012Ge钎料在不同钎焊温度下的润湿性,研究了Ge元素对老化过程中钎焊界面金属间化合物(IMC)层生长速率的影响。结果表明:2种钎料的润湿性相差不大,但添加了Ge元素的Sn-0.7Cu-0.012Ge钎料在不同钎焊温度下的漫流性得到了明显的改善,相应提高了约4.00%~5.00%;250℃和350℃钎焊温度下,Sn-0.7Cu/Cu钎焊界面IMC在150℃的老化条件下的生长速率分别为3.24×10-18m2/s和2.50×10-17m2/s,Sn-0.7Cu-0.012Ge/Cu钎焊界面IMC的生长速率分别为2.66×10-18m2/s和1.48×10-17m2/s。Ge元素在钎焊界面处富集,提高了界面IMC的致密性,阻碍了原子的扩散,在一定程度上抑制了界面IMC层的粗化与增厚。     

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。     

SiCf/SiC与GH5188钎焊接头的界面产物及机制研究

使用CuTi+NbB₂活性钎料成功实现了碳化硅纤维增强碳化硅(SiC_f/SiC)复合材料与GH5188钴基高温合金二者的连接，研究了钎焊温度对接头界面微观组织以及力学性能的影响，并对连接机制展开了分析。接头典型的界面结构为GH5188/Cu+(Ni,Co,Cu)₃Ti₂₊(Co,Ni,Cu)Ti₂/Cu₄Ti/Cu+Cu₃Ti₂+(Ni,Co)-Si+(Ni,Co,Cu)Ti₂/TiC+Cr-C/SiC+Cu/SiC_f/SiC。由于NbB₂粉末的引入，导致形核点的增加，金属间化合物倾向于以小颗粒相的形态析出并弥散分布在钎缝中。而随着温度的升高，金属的溶解情况以及元素的互扩散以及反应情况均有所加强，但温度的改变基本上不改变各层的占比；同时，陶瓷侧的补充活性元素(Co,Cr,Ni)随着温度而增多，这在一定程度上有利于陶瓷与焊缝之间的连接。因此，在105...     

钛-铜扩散界面及其导电性分析

通过热压扩散复合制备钛-铜复合板,研究了温度对复合界面形貌的影响.SEM分析表明扩散界面由Cu4Ti、Cu4Ti3、CuTi、CuTi2化合物相组成,同时存在2个不同衬度的Cu4Ti相层.复合板的导电性得到大幅提高,是纯钛的13.2～15.7倍.     

铌钛复合微合金化对含磷冷轧结构钢板组织性能的影响

以低碳含磷钢为研究对象,通过分析不同卷取温度（600、650、700℃）时热轧态和冷轧退火态的显微组织、力学性能及退火再结晶动力学行为,对比研究了微铌（0．02％）处理和铌钛复合微合金化（0．02％Nb＋0．012％Ti）对钢的组织和性能的影响。研究结果表明,与微铌处理钢相比,铌钛复合微合金化钢在600℃卷取时析出物数量更多,在更高温度卷取时熟化速度更快,650℃卷取时即熟化到一定程度。低温（600℃）卷取时,铌钛复合微合金化钢的退火再结晶更难,800℃×30s连续退火可以保证完全再结晶。将温度继续升高至800℃以上,会导致强度下降,在一定程度上影响板卷之间的性能稳定性。     

Ti对一种新型镍基高温合金凝固过程的影响

利用硅碳管炉制备凝闽样品,采用金相显微镜观察了不同Ti含量合金的凝固过程,在扫描电子显做镜下观察γ’相形貌。研究结果表明：随着Ti含量增加,合金的初凝、终凝温度逐渐降低,凝蚓区间变大,碳化物析出温度越来越接近初凝温度。No．1和No．2合金的凝固顺序都町描述为：L→L＋γ→L＋MC＋γ→MC＋γ＇。No．3合金的凝固顺序为：L→L＋γ→L＋MC＋γ→L＋（γ＋γ＇）＋MC＋γ→（γ＋γ＇）＋MC＋γ＋γ＇。通过凝固过程的的研究．为高温合金的铸造工程提供理论依据。     

Ti50Ni16Cu25Nb9阻尼合金的研制

Ti50Ni16Cu25Nb9是在TiNiCu阻尼合金的基础上发展的一种新型阻尼合金。X射线衍射（XRD）和能谱（EDS）分析表明,Nb的加入使B如Ti50Ni16Cu25Nb9合金在凝固过程中发生共晶反应,生成单斜结构的B19′马氏体和fcc结构β-Nb相。晶粒内部为富Ni贫Cu马氏体与β-Nb相的共晶组织,晶间为富Cu贫Ni相,合金中存在明显的微观偏析。高温固溶热处理可以改善合金的微观偏析,但是随着热处理温度的增加,β-Nb软化相有球化趋势,相含量减少,不利于优化合金的阻尼性能。900℃×2h＋WQ热处理可以明显改善合金的微观偏析,并保留适量的条状β-Nb相。     

碳含量对真空烧结钼合金的影响

通过在真空烧结TZM合金中添加不同比例的碳元素,研究了碳元素在不同温度下真空烧结时与其他元素的作用及其反应机理。结果表明:(1)添加碳元素的量要与钼合金未烧结坯料中的氧元素成一定比例,才能同时保证有效降低氧含量和合金中碳元素处于适中范围。(2)从热力学反应生成自由能计算结果来看,在Mo-Ti-Zr-C四元烧结体系中钛锆优先与碳反应生成(Ti,Zr)C;部分碳元素先与Mo反应生成Mo2C,在有Ti、Zr元素存在时,Mo2C将会与Ti、Zr发生Mo2C+2Ti=2TiC+Mo方式的反应,生成金属Mo和(Ti,Zr)C。     

铜离子印迹聚合物的制备、性能与应用研究

以Cu2＋为印迹离子,Cu2＋、AM和EGDMA的摩尔比为1：4：30,合成了一种具有高选择性和分离富集能力的金属离子印迹聚合物（ⅡP2）。其在40μg／mL的cu2＋水溶液中对Cu2＋的吸附量为12．80mg／g,印迹因子为1．94。以优化工艺下合成的印迹聚合物（ⅡP2）制备了印迹固相萃取柱,优化了固相萃取条件,并在此条件下对两个污水样品进行分析,cu2＋的萃取率分别达到93．5％和90．7％。该印迹聚合物有作为cu（Ⅱ）分离富集材料的应用前景。     

Ni55Mn25Ga18Ti2高温形状记忆合金的热循环稳定性

选择双相韧化的Ni?Mn?Ga?Ti高温形状记忆合金为研究对象。制备了淬火态Ni₅₅Mn₂₅Ga₁₈Ti₂高温形状记忆合金,并对其在室温至480 ℃之间进行高达500次的相变热循环,获得了5, 10, 50, 100和500次热循环态样品。采用X射线衍射、扫描电镜、能谱仪、同步热分析仪及室温压缩等实验方法,研究了淬火态和热循环态合金样品的微观组织、相变行为、力学及记忆性能,进而分析其热循环稳定性。研究结果表明:经500次循环后,Ni₅₅Mn₂₅Ga₁₈Ti₂合金相结构和显微组织未发生明显变化,均为由非调制四方结构的板条马氏体相和面心立方富Ni的γ相组成的双相结构;随着循环次数增加,马氏体相变温度几乎不变,逆马氏体相变温度和相变滞后在循环5次后趋于稳定;抗压强度及压缩变形率波动幅度较小;形状记忆性能下降,但形状记忆应变仍保持在1.4%以上;Ni₅₅Mn₂₅Ga₁₈Ti₂高温形状记忆合金显示出良好的热循环稳定性。      

热处理工艺对Ti53311S钛合金组织与性能的影响

研究了低温退火和高温淬火＋时效两种热处理方式对Ti53311S钛合金棒材显微组织与力学性能的影响。实验结果表明：经两种不同热处理制度处理后,均能获得满足Q／XB1517—1998标准要求的Ti53311S钛合金棒材。经650oC低温退火处理后可获得等轴a＋β组织,经高温淬火＋时效处理后可获得等轴初生a＋含针状a的转变β双态组织。在生产中,可根据实际情况选取更为适宜的热处理方式,其中,较为经济的热处理方式为650℃×60min／AC;可获得较好力学性能的热处理方式为980℃×（30～90）min／WQ＋650℃×6h／AC。     

Ti—Cu—Nb合金钎料的制备及其在SiC表面润湿性的研究

采用真空电弧熔炼法制备Ti-50Cu-SNb（质量分数）合金钎料。根据DSC曲线确定出合金钎料的熔化温度为980～1050℃;通过能谱（EDS）和x射线衍射（XRD）分析得出钎料化学组成主要为Cu3Ti2和CuTi2,Nb元素以固溶体的形式存在于钛铜合金中;通过改良后的座滴法研究了钎料在1000、1050和1100℃下润湿角度的变化情况。实验表明在高温下钎料对基体均有很好的润湿作用;在钎料与SiC基体反应界面,主要生成物TiSi促进了润湿过程的进行。     

高纯铝与铜爆炸焊接性能分析

使用爆炸焊接对高纯铝与铜坯料进行连接,将超声C-scan应用于爆炸焊接复合板坯的无损探伤,并从坯料微观组织和力学性能等方面分析了焊接性能。结果表明,C-scan能够在不破坏板坯的情况下,全面快速检测爆炸焊合率;焊接完成后,铝板坯晶粒间有条状应力带,热处理后应力带消失且晶粒未异常长大。爆炸焊接能实现高纯铝与铜的高强度焊接,焊接强度约43MPa。     

Thermal arrest memory effect

The course of the martensitic transformation is affected by strain fields in the untransformed parent phase, One of the consequences of this NiTi shape memory alloys is the “Thermal Arrest Memory Effect” (TAME), where the martensite to parent phase transformation “remembers” the temperature of arrest in the previous thermal cycle. From the results of the calorimetric investigations in this study, it is deduced that the TAME is the result of locked-in transformation strain energy in the self-accomodating martensitic microstructure. Thus it is found that on account of the large difference in the degree of self-accomodation achieved in the martensitic microstructures, TAME is observed to be significant in NiTi and not in CuAnAl shape memory alloys.