四元系SnBiAgSb焊接材料合金组织与性能研究

以纯度为99.95%的锡球、铋锭、银锭、锑粒为原料,采用熔炼和浇铸法制备四元系SnBiAgSb焊接材料合金,利用XRD衍射仪,金相显微镜,热分析仪,可焊性测试仪检测Sb对合金熔点、润湿性、密度的影响,并确定Sb的适宜添加量.结果表明,Sb的加入不会影响合金的熔点与密度,会使润湿性稍有降低,当Sb的含量为1.5%时,润湿性较好,最佳配方为Sn Bi38Ag0.7Sb1.5.     

Sn-Zn-Cu-Al无铅钎料的组织及性能分析

以Sn-9Zn-2Cu为研究对象,采用合金化的方法考察不同含量的Al元素对其微观组织及性能的影响。发现Al元素的加入可以较大地提高钎料的润湿性和抗氧化性。当w(Al)为0.035%时,钎料润湿性最好,同时钎料的硬度最大;当w(Al)为0.01%时,钎料抗氧化性最佳;Al元素的加入稍微提高了合金的熔点,主要集中在203℃左右;Al元素可以使合金组织细化,减小第二相尺寸,使其分散均匀化。     

52 m长落管Ag-Ge合金的微重力凝固行为

利用52m长落管装置进行了Ag-15%Ge(质量分数)亚共晶和Ag-21%Ge(质量分数)过共晶合金微重力试验,分析了凝固后合金球体的显微组织,并和常规凝固条件下的同成分合金组织进行了比较.结果表明,落管实验能使合金获得较大的过冷度,使Ag-15%Ge(质量分数)亚共晶合金Ag初生回溶体相明显细化,枝晶特征消失并转变为细小不规则块状或近似球形;使Ag-21%Ge(质量分数)过共晶合金中Ge初生相组织细化、数量增多,但并不改变小平面晶体Ge相的侧面生长机制.     

碳氮化含钛高炉渣对铁沟捣打料抗氧化性及抗渣性的影响

测定碳氮化处理后含钛高炉渣的熔化特性,并研究在高炉铁沟捣打料中加入碳氮化含钛高炉渣后对材料抗氧化性及抗渣性的影响。结果表明,含钛高炉渣经碳氮化处理后,渣中主要的矿物相为氮化钛或碳氮化钛和钙镁黄长石或钙铝黄长石,渣中相的组成和含量受还原温度影响较大,随着渣的还原温度升高,还原渣的熔点呈上升趋势;将还原渣引入到高炉铁沟捣打料中,部分或完全替代碳化硅原料,可明显提高捣打料的抗氧化性,最佳的渣加入量为7%,过多将会导致捣打料抗氧化性减弱;因Ti（C,N）具有优良的抗渣性能,碳氮化含钛高炉渣的引入不影响高炉铁沟捣打料的抗渣性。     

微量元素Sb对AZ31合金组织与蠕变性能的影响

通过蠕变曲线的测定、x-射线衍射分析及SEM、TEM形貌观察，研究了微量元素Sb对AZ31合金的组织结构及蠕变性能的影响.结果表明：在AZ31合金中加入元素Sb后，有效降低了合金应变量及稳态应变速率.当加入0.84% Sb后，使合金的稳态蠕变速率降低了2.5倍，显著提高了合金的蠕变寿命.高体积分数(～20%)第二相的存在，特别是合金中弥散分布高熔点的Mg₃Sb₂相，在高温蠕变期间可有效地阻碍位错运动，也是该合金具有较好蠕变抗力的主要原因.     

巨磁热效应合金Gd5Ge2(Si2-xMx)的结构和显微组织

通过用热稳定元素Mn和A l代替Gd5S i2Ge2合金中的(S i Ge)后对合金的晶体结构、显微组织和磁性能的影响研究表明,少量的掺杂量不会改变Gd5S i2Ge2的单斜型晶体结构,但它的晶格常数增大,体积膨胀,居里温度提高,然而掺杂样品的磁热效应降低.样品的显微组织随着热稳定元素Mn和A l掺杂量的增加,晶粒在长大,同时第二相析出量也在增加.     

掺杂元素对AuAl2结构稳定性和力学性质的第一性原理研究

基于密度泛函理论,系统研究了贵金属首饰材料AuAl2中微量元素掺杂对其结构稳定性和力学性质的影响,采用Viogt-Reuss-Hill近似计算了材料的体积模量、剪切模量、杨氏模量、泊松比、维氏硬度和弹性各向异性,同时与Au的力学性能计算相对比.计算结果表明:In、Y、Sc、Ge、Si、Ga、Sn元素的添加有利于AuAl2合金韧性改善.研究结果对改善AuAl2合金的韧性具有较大理论意义和实用价值.     

Sm对7050铝合金铸态组织及硬度的影响

主要研究了稀土Sm对7050铝合金的显微组织和硬度的影响.通过分别向7050铝合金中加入百分含量为0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%的Sm,探究不同Sm含量对铝合金铸态显微组织、硬度的影响.结果表明,铸态7050铝合金中Zn、Mg、Cu、Sm等元素偏聚在晶界处,形成了含有η相(Mg Zn2)、T相(Al Zn Mg Cu)的低熔点共晶组织.Sm对合金共晶组织有明显变质作用.含Sm量在2.0%时,其组织明显细化,硬度也提高,稀土Sm对7050铝合金组织有一定的细化作用.添加适量的稀土Sm能够细化7050铝合金晶粒,提高合金的硬度,但添加过量的稀土Sm不仅使合金的晶粒变得粗大而且使合金的硬度降低.     

Sn对轧制Mg-Al-Sn-Zn系海水电池用镁阳极材料组织及电性能的影响

针对合金元素Sn对轧制态镁基阳极材料显微组织及电性能的影响,探讨其提高海水电池用镁阳极材料电化学性能的途径.采用金相显微镜、X射线衍射、扫描电镜,结合能谱分析了Sn含量对轧制态镁阳极材料显微组织、相结构、表面形貌及成分分布的影响;通过恒电流法、动电位极化法、排水集气法等研究了该镁合金的腐蚀行为和电性能.研究结果表明:随着Sn含量的增加,合金晶粒愈加细小,且球形颗粒相Mg2Sn析出逐渐增多.轧制处理使大部分β-Mg17Al12相溶解,残留Mg2Sn未溶相;Sn的加入可以提高镁合金放电电压和电流效率,降低析氢率.由于镁合金的"负差数效应"使得析氢率随电流密度的增大而增大;腐蚀产物主要成分为MgO和Al2O3,且疏松,易脱落,使镁合金阳极的工作电极电位负而且稳定,可促进电池反应深入进行.     

Sr对Mg-3Al-1Zn镁合金铸态组织的影响

研究了Sr对Mg-3Al-1Zn镁合金铸态组织的影响.结果表明:在Mg-3Al-1Zn合金中加入0.01%和0.05%的Sr对合金组织中合金相种类没有影响,但Sr含量为0.1%时有Al4Sr相存在.同时,加入微量Sr使合金组织中Mg17Al12相的数量减少、分布更加弥散和均匀,其中Sr含量为0.1%时合金组织中的Mg17Al12相基本上呈断续状分布.此外,研究结果还发现微量Sr对Mg-3Al-1Zn合金的组织有明显的细化作用.     

高性能Ge_(0.75)Pb_(0.25)Te_(0.5)Se_(0.5)固溶体热电材料

采用熔炼-淬火-高能球磨-放电等离子体烧结工艺,制备GeTe-PbTe合金Ge0.75Pb0.25Te及Se替代合金Ge0.75Pb0.25Te0.5Se0.5,研究和比较它们的物相、微结构及热电性能.结果表明:母合金Ge0.75Pb0.25Te由分别以GeTe和PbTe为基的两相组成,具有调幅分解组织,而Se替代合金Ge0.75Pb0.25Te中50%Te的合金变成以GeTe为基的单一固溶体,且存在大量的较小孪晶组织,两种合金都表现为p型半导体导电特性,固溶的Pb和Se原子改善了化合物的载流子浓度及能带结构,导致合金的Seebeck系数大幅度增加,固溶的Se及Pb原子、孪晶组织和晶界形成多尺度的声子散射中心,导致合金具有极低的热导率,热电优值ZT大幅度提高,673 K下,从Ge0.75Pb0.25Te的0.45提高到Ge0.75Pb0.25Te0.5Se0.5的1.6.     

添加Mo元素对Fe40Co40Zr9B10Ge1合金晶化过程和磁性能影响

采用单辊快淬法制备Fe40Co40Zr9B10Ge1和Fe40Co40Zr5Mo4B10Ge1两种非晶合金,并在不同温度下对其进行热处理。利用XRD和VSM两种仪器对合金的微观结构和磁性能进行测试分析,研究Mo添加对Fe40Co40Zr9B10Ge1合金晶化过程和磁性能的影响。结果表明,两种合金在晶化初期均有α-Fe(Co)相从非晶基体析出,但高温热处理后的晶化产物不同,Mo添加减少了高温金属化合物的含量。低于675℃热处理,Mo添加降低了合金晶化过程中析出α-Fe(Co)相的晶粒尺寸和合金的矫顽力。     

Cr和Mg对Al-5%Fe合金中初生Al3Fe相形貌的影响

采用普通熔铸的方法研究合金元素Cr和Mg对Al₅%Fe合金铸态组织的影响,利用能谱仪分析合金中物相成分.结果表明,Cr和Mg可以明显改善合金中的初生Al₃Fe相形貌：未加入合金元素时,合金中初生Al₃Fe相长呈粗大的针状和针片状,加入Cr和Mg则使粗大的初生富铁相形貌转变为鱼骨状、块状和细小针状.能谱分析结果表明：Cr主要分布在富铁相中,并且鱼骨状相中的Cr含量比块状相中含量高,而Mg则主要分布在基体中.     

石墨和硅对偏晶Al-15Pb合金组织和耐磨性能的影响

采用金相显微镜、X射线衍射仪和摩擦磨损试验机对A l-15Pb、A l-15b-5Si-0.2RE和A l-15Pb-5Si-2G-0.2RE合金的组织和耐磨性能进行了研究.试验结果表明：将合金液浇注到金属型中后,其凝固组织中,铅相呈粒状分布于铝基体中;加入硅后,硅相沿晶界偏聚;同时加入硅和石墨后,铅相、硅相均呈颗粒状分布,且Si相均匀分布,无偏聚.在三组合金中,随着硅和石墨的加入,摩擦系数逐渐减小,磨损失重逐渐减小,A l-15Pb-5Si-2G-0.2RE合金表现出较佳的耐磨性能.     

元素Ag 对Sn －9Zn 钎料组织及性能影响

通过实验研究了元素Ag对Sn-9Zn共晶钎料微观组织、熔点、显微硬度及抗腐蚀性的影响。结果表明,添加Ag元素后,能使Sn-9Zn合金组织和性能得到明显改善,其中Ag和Zn形成AgZn₃化合物,可以抑制粗大针状Zn相组织的生长,并呈放射状,对合金基体起到很好的弥散强化作用;熔点提高2 ℃;润湿性提高20%;显微硬度提高10.02%;腐蚀电位明显提高,抗腐蚀性能得到改善,接近于传统Sn-37Pb钎料。     

Fe_(40)Co_(40)Zr_(10)B_9M_1(M=Cu,Ge,Ag)合金的热稳定性及微观结构研究

采用单辊快淬法制备Fe40Co40Zr10B9Cu1、Fe40Co40Zr10B9Ge1和Fe40Co40Zr10B9Ag1非晶合金薄带,并对3种合金在不同温度下进行热处理.利用差热分析仪(DTA)和X射线衍射仪(XRD)等测试手段对样品的热稳定性及微观结构进行研究.结果表明:Fe40Co40Zr10B9Cu1、Fe40Co40Zr10B9Ge1和Fe40Co40Zr10B9Ag13种合金的激活能分别为262.4、267.6和252.3 k J/mol,说明Cu元素、Ge元素和Ag元素的添加对合金的热稳定性影响不大,Ge元素的添加最有利于提高合金的热稳定性.3种合金的晶化过程相似:非晶→非晶+α-Fe(Co)→α-Fe(Co)+Zr Co3B2+Fe(Co)3Zr.     

稀土Y对Mg-6Al—0．2Mn组织和力学性能的影响

针对AM60合金(Mg-6Al-0.2Mn)室温强度和耐热性较低的问题,采用光学显微镜、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及电子万能拉伸试验机,研究了不同质量分数(0%～1.2%)的Y对AM60合金显微组织和力学性能的影响.结果表明:加入0.4%Y时,AM60合金的晶粒组织得到显著细化,第二相为不连续的骨骼状,其相组成为α-Mg+Al2Y+Mg17Al12,并随着Y含量的增加,合金的第二相由不连续骨骼状变为连续网状分布.随后的T6处理使合金组织中的粗大第二相消失,出现细小的时效析出相Mg17Al12.加入0.4%Y时并进行T6处理可以提高合金的室温和高温抗拉强度,与AM60合金相比,其室温抗拉强度提高了40%,523K时的抗拉强度提高了35%.     

Mo含量对铁硼基合金烧结性能的影响

主要研究了Mo的含量对Fe-7B-Mo合金烧结性能的影响．实验结果表明：硼铁中加入Mo元素，使硼铁试样的烧结密度和硬度提高；Mo含量越多，密度和硬度越高，生成组织中脆性相Fe2B越少，细小的Mo2FeB3相越多，相应材料的强韧性越好，耐熔融锌腐蚀性越强．     

铜铝异种焊接用低温焊料Sn-40Bi-xZn的研究

通过改变Sn-40Bi-xZn焊料合金中Zn元素含量,对比Sn-58Bi共晶焊料合金研究Zn含量对Sn-40Bi-xZn焊料合金的熔化过程、焊接润湿扩展性、微观组织结构、力学性能方面的影响.结果表明：随着Zn元素含量的增加,Sn-40Bi-xZn焊料合金熔点T变化不大,但熔程ΔT逐渐变小直至保持稳定;当Zn的质量分数含量为2.0%时,Sn-40Bi-xZn焊料合金的铺展率最大,焊料合金在Al板上的润湿效果最好;当Zn质量分数含量达到1.0%及以上时,Sn-40Bi-xZn/Cu界面层主要为Cu₆Sn₅和Cu₅Zn₈金属间化合物,且Cu₆Sn₅含量随着Zn的增加有降低趋势;在Sn-40Bi-xZn/Al界面处并无金属间化合物层形成,而是随着Zn元素的增加,富Zn相也增加,焊接界面逐渐形成富Bi相、Sn-Zn-Bi相、Al-Zn-Sn固溶体多相共存;随着Zn元素的增加,Sn-40Bi-xZn焊料合金应变率、铜铝焊接接头剪切强度均呈现上升趋势.     

Si(100)上Ge_(1-x)C_x合金薄膜的CVD外延生长

用化学气相淀积生长方法,以乙烯为碳源、锗烷为锗源,在Si(100)衬底上外延生长出了C组分达3%的Ge1-xCx合金薄膜,研究表明随着生长温度和乙烯分压的提高均可导致Ge1-xCx薄膜中碳组分的增加;X射线衍射测量显示随着C组分的增加合金薄膜晶格常数不断减小,这表明外延薄膜中的C原子主要以替位式存在。红外吸收谱的测量结果显示Ge1-xCx合金的禁带宽度随着C组分的增加而线性增加,从0 67eV到0 87eV,与理论相符,说明碳的掺入有效地调节了禁带宽度。另外拉曼光谱显示Ge1-xCx合金在387cm-1出现一新峰,该峰是Ge1-xCx薄膜中的Ge在K点的双声子振动引起的。