建筑用钎焊接头组织与力学性能的研究

采用OM、XRD、SEM和拉力试验机,研究了钎焊工艺参数对SnAg0.5CuZn0.1Ni/Cu无铅微焊点界面金属间化合物(IMC)和力学性能的影响。结果表明:添加0.1%Ni(质量分数)能显著细化SnAg0.5CuZn钎料合金的初生β-Sn相和共晶组织;钎焊温度为270℃、钎焊时间为240 s时,钎焊接头的剪切强度达到最大值47 MPa。     

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。     

Cu/Al管气体火焰钎焊接头特征及热力学分析

通过计算Cu/Al管氧乙炔气体火焰钎焊条件下形成金属间化合物的各化学反应的熵变,对Cu/Al金属间化合物的形成及向CuAl2转化的趋势进行了化学热力学分析;结合XRD、SEM、EDS研究了Cu/Al管氧乙炔气体火焰钎焊接头组织与元素分布特征.结果表明,Cu/Al管氧乙炔气体火焰钎焊条件下,接头中脆性金属间化合物CuAl2由Cu、Al原子的直接结合和其他Cu/Al金属间化合物与Al原子的继续反应生成,其中CuAl自主转化趋势较强;热力学计算分析与接头XRD分析结果一致.钎焊接头可分为3个特征区域:靠近Al基体侧形成了宽度约30μm的α-Al与α-Al+CuAl2二元共晶区;钎缝中心偏Al基体一侧形成了宽度约150μm组织细密的多元共晶组织区;钎缝中靠近Cu基体宽度约120μm区域,Cu的大量扩散并与Al充分反应,形成了粗大珊瑚状CuAl2.     

钨镍共晶钎料连接钼钨的界面显微组织及结合性能研究

为了取代贵金属钌基钎料(4Ru-Mo-62Ni),开发出了钨镍共晶钎料(21W-79Ni),对比研究两者连接钼和钨的高温钎焊性能,并采用SEM、EDS和XRD等方法分析焊缝和断口的界面显微组织与成分。结果表明：4Ru-Mo-62Ni钎料和21W-79Ni共晶钎料焊接所得界面处的剪切强度分别为20.1和42.6 MPa,且后者的断裂处在母材附近,而前者则位于焊缝中。究其原因,4Ru-Mo-62Ni钎料中的Ru会固溶于Mo和Ni,作为固溶相分散在接头中,但在渗入母材Mo之前,Ni会和钎料中的Mo形成共晶相,使接头结合强度并不高;而21W-79Ni钎料中的W与母材Mo形成固溶相,Ni和Mo一起渗入W中,形成牢固的结合接头。     

喷射成形7055铝合金激光焊接头组织性能研究

采用激光焊接方法对2 mm厚喷射成形的7055铝合金进行了焊接实验。通过背散射电子衍射技术(EBSD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、透射电镜(TEM)、显微硬度和室温拉伸试验等测试方法对焊接接头的微观组织和力学性能进行了分析。结果表明:7055铝合金激光焊接头热影响区无明显的软化,焊缝显微硬度最低,约为母材的77%,接头的抗拉强度和伸长率分别约为母材的61%和4.1%。热影响区观察到发生了再结晶的等轴晶粒,但晶内可观察到弥散的η'相;熔合线附近形成了晶粒取向随机分布的细小的等轴非枝晶区;焊缝区靠近熔合线为柱状枝晶,靠近焊缝中心为胞状枝晶,晶内无弥散强化相。综上所述,这些区域的微观组织特征揭示了焊接接头的不均匀性,其综合机械性能较母材有所下降,焊缝成为接头的最薄弱环节。     

SnAg0.5CuZn0.1Ni/Cu钎焊接头的界面组织与力学性能研究

通过金相显微镜、X射线衍射仪、透射电子显微镜、扫描电子显微镜和拉力试验机,研究了不同钎焊工艺参数对SnAg0.5CuZn0.1Ni/Cu无铅微焊点界面组织、金属间化合物层厚和力学性能的影响。结果表明,添加0.1%Ni能显著细化SnAg0.5CuZn钎料合金的初生β-Sn相和共晶组织;当钎焊温度为270℃、钎焊时间为240s时,钎焊接头的剪切强度达到最大,为45.6 MPa;钎焊接头界面区粗糙度、金属间化合物层厚度和钎焊接头的剪切强度均随着钎焊工艺参数的变化而变化。     

钎焊真空度对铜与铪钎焊接头组织及性能的影响

采用72Ag-28Cu钎料对铜与铪进行真空钎焊试验.钎焊温度为840℃,保温时间为15 min,真空度试验范围为5.0×10-2~8.0Pa.研究了钎焊真空度对铜与铪钎焊接头组织及性能的影响,采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)观察钎焊接头的组织形貌,采用ZWICKZ050电子万能材料试验机测试接头剪切强度.结果表明:随着钎焊真空度的升高,接头剪切强度呈先升高后降低的趋势;在钎焊温度为840℃、保温时间为15 min时,较佳的钎焊真空度为2.0×10-1Pa.     

双层卷焊钢管钎焊接头的形成机制

采用金相显微镜、超景深三维显微系统、扫描电镜对双层卷焊钢管钎焊接头的组织结构进行了研究.结果表明:双层卷焊钢管钎焊接头的铜钢复合界面结合方式为冶金结合且界面结合良好;双层卷焊钢管钎焊接头由扩散区和中界区组成.扩散区组织是α固溶体和ε固溶体的混合物,即(α+ε).中界区的基体组织是铁在铜中的过饱和固溶体Cu(ss.Fe)并且在基体上稀疏地分布着(α+ε)双相固溶体;基于对双层卷焊钢管钎焊接头组织结构的观察,分析认为其接头的形成是由铜层熔化阶段、液固相互扩散阶段、凝固阶段组成.     

两种钴基钎料钎焊SiC陶瓷的接头组织和强度

设计了CoNi（Si,B）CrTi和CoFeNi（Si,B）CrTi两种成分的钴基钎料,对SiC陶瓷进行了钎焊试验。结果表明CoFeNi（Si,B）CrTi钎料可用于SiC陶瓷的钎焊。钎料/SiC界面由多层硅化物和TiC条带组成,钎缝中央的基体为Co-Fe-Ni-Cr-Ti-Si相和Fe-Co-Cr-Ni金属相,其上弥散分布着许多细小的TiC颗粒。在1150℃/10 min,采用120μm厚的CoFeNi（Si,B）CrTi钎料钎焊的SiC接头室温四点弯曲强度最高,为161 MPa,且该接头具有稳定的高温强度,室温、700和800℃下钎焊接头的三点弯曲强度分别为176,178和184 MPa。     

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。     

添加ZrO2对Si3N4复合陶瓷材料力学性能的影响

通过无压烧结制备了ZrO2-Si3N4复合陶瓷材料,并以排水法、SEM和DDL100型万能拉伸机进行表征。研究了ZrO2含量对Si3N4陶瓷的致密度、显微结构和力学性能的影响。结果表明,随着ZrO2含量的增加,Si3N4陶瓷致密度增加;抗弯强度和断裂韧性先增大后减小,当ZrO2含量达到10%时,Si3N4的抗弯强度和断裂韧性同时达到最大值,分别为362MPa和7.0MPa.m1/2。ZrO2增韧Si3N4陶瓷的机制为应力诱导相变。     

SiO2/ZrO2复合陶瓷组元对铜基摩擦材料摩擦磨损性能的影响

在粉末冶金铜基摩擦材料中添加6%(质量分数)的SiO2/ZrO2复合陶瓷组元,研究SiO₂和ZrO₂的质量分数对摩擦材料摩擦磨损性能的影响,并分析其机理。结果表明:随w(SiO₂)/w(ZrO₂)比值减小,铜基摩擦材料的密度和硬度增大。高速制动时,摩擦材料的摩擦因数和摩擦稳定因数较小。SiO₂可有效提高摩擦因数,ZrO₂可降低摩擦副的磨损率。当w(SiO₂)/w(ZrO₂)为2/4时,摩擦材料具有较好的摩擦磨损性能,高速制动下平均摩擦因数为0.326,摩擦稳定因素处于较高水平,为0.71,对偶数材料损伤在可接受范围内。SiO₂较易脱落而形成磨粒,ZrO₂与基体界面结合状态较好,所以随SiO₂含量减少,主要磨损机制从磨粒磨损转变为黏着磨损和磨粒磨损,最后转变为剥层磨损。     

溶胶制备工艺对ZrO2-Y2O3涂层性能的影响

用无机金属盐水解及有机醇盐中间体合成两种不同的工艺路线制备了ZrO₂-Y₂O₃复合Sol(溶胶),对比了通过Dip-Coating的方法在GH220/MCrAlX基体上形成致密ZrO₂-Y₂O₃陶瓷涂层的能力,以及涂层在1000℃的静态抗氧化性能.结果表明,金属有机醇盐工艺制备的ZrO₂-Y₂O₃陶瓷涂层具有极其优越的高温静态抗氧化性能.无机金属盐水解所制备的ZrO₂-Y₂O₃涂层抗氧化能力明显低于金属有机醇盐工艺.可能的原因是残留在涂层内的微量酸根离子使氧化和腐蚀过程加剧.     

稀土氧化物复合ZrO2陶瓷的制备及应用研究进展

稀土氧化物可作为稳定剂、烧结助剂、掺杂改性剂加入到ZrO₂陶瓷材料中,能极大地提高和改善陶瓷材料的强度、韧性,降低其烧结温度,减少生产成本.文中简要综述了稀土氧化物ZrO₂陶瓷材料的制备及应用研究状况,包括Y₂O₃复合ZrO₂陶瓷粉体、富铈稀土氧化物复合ZrO₂陶瓷粉末、Nd₂O₃复合ZrO₂陶瓷材料、Pr₂O₃\Pr₆O₁₁复合ZrO₂陶瓷、La₂O₃复合ZrO₂陶瓷、Yb₂O₃复合ZrO₂陶瓷、Sm₂O₃复合ZrO₂陶瓷材料及氧化锆中掺杂多种稀土氧化物陶瓷粉体的制备和应用,分析讨论了一些需要解决的问题,并展望了稀土复合ZrO₂陶瓷制备技术及未来研究发展趋势.      

O'-Sialon/BN和O'-Sialon/ZrO2复合材料抗熔融金属和保护渣侵蚀

研究了O'-Siaion/BN和O'-Sialon/ZrO₂复合材料抗熔融金属和保护法侵蚀.结果表明:O'-Sialon/BN复合材料抗钢水侵蚀的动力学分为两段控制:前期为界面化学反应控制,后期为扩散控制.O'-Sialon/ZrO₂复合材料具有良好的抗保护渣侵蚀性能这是由于ZrO₂在硅酸盐熔体中的溶解度较低,随着ZrO₂的增加,抑制了O'-Sialon与CO,以及渣中其他组元的反应,从而提高了O'-Sialon抗渣的侵蚀性.     

Synthesis of ZrO2-HfO2-Y2O3-Sc2O3 Nano-Particles by Sol-Gel Technique in Aqueous Solution of Alcohol

Zirconium dioxide is a significant material withgood physicochemical characteristics . It is used inmanyfields such as energysources ,material and envi-ronment . Cubic phase zirconium dioxide doped withyttria (YSZ) is alreadyin wide use in solid oxygenfu-…     

钛合金钎缝中元素的扩散行为研究

采用钛基钎料钎焊TC4板材,在钎焊接头组织和力学性能分析的基础上,确定合理的工艺规范,并从理论上对TC4板材钎缝中元素扩散行为进行了分析,总结出了较为普遍的规律。     

Kaolin/ZrO2复合纳米粉体制备及性能研究

以Zr (NO₃)₄·5H₂O为锆源, 利用水热法分别制备ZrO₂和kaolin/ZrO₂复合纳米粉体, 采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、红外光谱仪分析了样品的微观形貌及特性, 使用紫外-可见分光光度计研究了样品的吸光特性, 利用Brunauer-Emmet-Teller (BET)气体吸附法(氮气吸附)测定并计算了样品的比表面积。结果表明, 经过400℃煅烧后, kaolin/ZrO₂表面微球颗粒较纯ZrO₂更加均匀、单一, 不存在成块团聚体; 两种样品均存在介孔结构, ZrO₂主要以无定形形式存在, 但样品中都存在少量的四方相ZrO₂; 在波长190~800nm范围内, kaolin/ZrO₂纳米粉体吸光率均高于纯ZrO₂, 并且其BET比表面积也比纯ZrO₂高19.05m2·g-1, kaolin/ZrO₂纳米粉体在防紫外光特种材料制备及光催化处理工业废水等方面具有更大的优势与潜力。     

Sc2O3掺杂对ScSZ粉体制备过程的影响研究

本文以ZrOCl₂·8H2O和Sc₂O₃为原料,聚乙二醇(PEG800)为分散剂,氨水为沉淀剂,采用共沉淀法制备了不同钪掺杂量的氧化钪稳定氧化锆(ScSZ)复合粉体,并通过TG/DSC热分析、ICP、XRD、Raman和SEM等分析手段对样品进行表征,研究了Sc₂O₃掺杂对ZrO₂前驱体热稳定性和ZrO₂粉体物相、形貌等的影响,还探讨了洗涤方式对所制备的ScSZ粉体形貌的影响。结果表明:ZrO₂和ScSZ前驱体均为无定形状态,经煅烧后ScSZ前驱体的总失重量大于ZrO₂前驱体的总失重量;未掺杂钪所制备的ZrO₂粉体为单斜相,钪掺杂改变了物相,ScSZ粉体为四方和立方相的混合晶型;钪掺杂对ZrO₂粉体的粒径无明显影响,ZrO₂和ScSZ粉体均发生一定团聚,团聚体直径约为0.5~3μm;采用乙醇洗涤有利于减小ScSZ粉体的初级纳米颗粒粒径,减小团聚现象,粉末团聚较松散。     

溶胶—凝胶法制备ZrO2—SiO2功能材料的研究

采用正硅酸乙酯和氧氯化锆，通过溶胶－凝胶法，以有机改性硅酸盐技术和水置换法相结合在80℃条件下制备ZrO2-SiO2无开裂干凝胶。使用TG－DTA研究了干凝胶在加热过程中的热量和质量变化，根据TG－DTA曲线选择合适的温度对10ZrO2-90SiO2（质量分数）干凝胶进行了热处理，并进行了XRD和IR分析，确定了干凝胶的析晶情况以及材料结构中各种基团的振动情况。采用有机改性硅酸盐技术和水置换法相结合可以减少凝胶在热处理过程中的开裂程度，ZrO2的含量对胶凝时间和凝胶的颜色有很大的影响，当热处理温度升高时，析晶倾向越来越明显，达到1150℃时出现晶体转变。