Al及其合金作钎料或中间层连接陶瓷—金属

综述了Ａｌ及其一些合金对陶瓷的润湿性,以及用Ａｌ及其合金连接陶瓷－金属的各种影响因素,阐述了用Ａｌ及其合金连接陶瓷－金属要解决的主要问题是预防连接过程中Ａｌ的氧化和如何提高接头的高温性能。     

氮化硅陶瓷的连接工艺以及钎料研究进展

氮化硅陶瓷由于其耐磨、耐高温、硬度高、热稳定性和抗腐蚀性好等优良性能,在宇航、能源等领域均有重要的应用。但是其存在脆性大、韧性差等缺点,需要采用连接技术制备陶瓷/金属复合构件来解决。目前常用的陶瓷连接方式包括钎焊、固相扩散连接、玻璃连接、部分瞬间液相连接,选择合适的钎焊方式以及钎料是提高接头强度的关键。制备陶瓷/金属复合构件既可以利用氮化硅陶瓷材料本身的优异性能,又可使构件具备金属材料良好的塑性和韧性,满足现代工程应用的需要。本文介绍了常用的陶瓷连接方法以及目前氮化硅陶瓷钎料的研究进展。     

Co—Ti,Ti—Zr—Cu高温钎料在Si3N4陶瓷上润湿性与界面连接

设计了Ｃｏ－Ｔｉ，Ｔｉ－Ｚｒ－Ｃｕ两种高温钎料，进行了它们与Ｓｉ３Ｎ４表面的润湿性实验，利用ＸＲＤ分析钎焊合金与陶瓷界面，结果表明Ｃｏ－Ｔｉ合金中Ｔｉ以化合形态形式存在时，钎料不润湿Ｓｉ３Ｎ４陶瓷，钎焊合金与陶瓷间的办面连接强度与基体材料及界面反应产物密切相关。     

陶瓷-金属焊接的方法与技术

概述了陶瓷-金属焊接的特点,综述了常见的6种焊接方法,包括钎焊、扩散连接、过渡液相连接、自蔓延高温合成连接、热压反应烧结连接和摩擦焊等,重点介绍了它们的工艺特点和研究现状.在此基础上,比较了各种方法的优缺点和适用范围,并对陶瓷-金属焊接的研究前景进行了展望.     

用快速凝固Sn活性钎料低温连接ZnO陶瓷

在大气中成功地用快速凝固Ｓｎ基活性钎料低温连接ＺｎＯ陶瓷，接头的剪切强度明显高于用普通凝固钎料的最高达６０Ｍａ。     

钎焊陶瓷专用 Ag 基活性钎料的抗氧化性能

用 TGA 技术研究了 Ag_(57)Cu_(38)Ti_5活性钎料在873K 流动空气中氧化的动力学规律,并用 X射线能谱分析(EDAX)和 X 射线衍射分析研究了氧化产物的化学组成和相结构。结果表明,这种Ag 基活性钎料的氧化动力学规律精确地服从抛物线定律,在873K 时抛物线速率常数为6.29×10~(-5)mg~2cm~(-4)s~(-1)。氧化膜由 Cu_2O 和 CuO 两相组成,其中溶有少量的 Ag。与 Ag-Cu 共晶钎料的氧化性能对比,发现钎料中含有少量的 Ti,对钎料在高温下的氧化抗力不利。     

活性钎料Cu_(50)Ti_(50)在Sialon陶瓷表面的润湿动力学观察

采用躺滴技术观察了在1248K 活性钎料 Cu_(50)Ti_(50)在 Sialon 陶瓷表面的铺展动力学过程,并用 X射线衍射技术鉴定了在金属/陶瓷界面上产生的界面反应产物。结果发现,在试验条件下(1248K,0—5min),这种活性钎料在陶瓷表面流动时,润湿半径与铺展时间的平方根之间存在很好的线性关系。就作者所知,这一规律是第一次在金属—陶瓷系统中被发现和报道,其机理有待于进一步研究。     

陶瓷／金属封接残余应力的计算和测试

陶瓷／金属封接过程中容易产生残余应力,将影响到封接强度和产品的可靠性。应用薄壳理论和ANSYS有限元分析软件对典型结构的应力分布进行了计算,同时应用X射线衍射法对该结构的应力进行了测试。结果表明,计算值和测量值的趋势基本一致,都是在陶瓷侧的外表面靠近界面的地方存在着最大的轴向拉应力。     

液态金属在非均匀多孔介质表面的润湿行为研究

基于Wenzel模型和Cassie模型,研究了金属液滴在区域非均匀多孔介质表面的润湿行为。结果表明,大孔、小Young氏接触角区域对液滴更易表现高粘附性;而在小孔、大Young氏接触角区域,由于低粘附性,液滴会向大孔区域表现出爬移行为。提出借助非均匀区域周期性组合的方法来防止液滴飞溅的“自束液”防溢设计思路,为在微重力环境下,液态金属热管、离子电推进器及原子钟等航天星载产品在振动条件下能正常工作提供潜在应用的可能性。     

液态金属离子源在航天器电位主动控制的应用

航天器在轨运行期间太阳光照条件下,受光电子发射影响,航天器光照表面的电位达到正的数十伏。航天器表面带电现象会对其在轨安全稳定运行和空间等离子体探测数据的准确性造成严重影响。带正电航天器周围电场中离子和电子的速率和空间分布被扭曲,等离子体电子在鞘层加速,光照产生的光电子被吸引进入传感器,在低能量下引起高计数率,而且加速仪器微通道板的老化,使低密度等离子体的测量变得异常困难。因此,必须对航天器的电位进行主动控制。液态金属离子源电位主动控制器已在许多航天器上得到广泛的应用,通过主要介绍国外关于液态金属离子源电位主动控制器在航天器上的应用,为自主研制电位主动控制器满足空间科学探测的需求提供参考,也为军事和应用卫星在轨可靠运行提供防护方法。     

锌合金的液态模锻强化

利用ＳＥＭ，ＴＥＭ，ＸＲＤ及能谱分析研究了铸态和液态模锻ＺＡ１２，ＺＡ２７合金的显微组织，结构表明液态模锻不仅使晶粒细化，还具有固 化和弥散强韧化效应，富铝α相中Ｃｕ增多，断口形貌转变为韧性断口。     

铝基复合材料凝固成核的差示扫描量热法(DSC)研究

采用DSC方法研究了增强相对铝合金成核过程的影响。对基体合金与复合材料凝固临界温度的测量结果表明,增强相会抑制α-Al相的析出;增强相之间间隙尺寸越小,α-Al相析出的过冷度越大。α-Al不能在增强相表面非均质成核。与α-Al相不同,初晶硅相析出的过冷度在增强相存在的情况下减小,表明增强相可以作为初晶硅相成核的衬底。DSC方法可以有效地用来研究复合材料的成核现象。     

纤维增强金属基复合材料液相浸渗充填过程

液相浸渗法是制造纤维增强金属基复合材料的先进工艺,其浸渗充填过程是复合材料的组织和性能的主要决定因素之一。本文通过纤维增强金属基复合材料液相浸渗填充过程阻力及充填形式的研究,发现纤维分布状态及纤维与基体的润湿性决定着浸渗充填形式。探讨了通过控制纤维分布状态、改善纤维与基体的润湿性和优化工艺参数等方法,以控制浸渗充填过程,获得高性能复合材料的途径。     

聚合物基金属梯度复合膜合成中的电化学行为

通过将聚合物-金属盐-有机溶剂三元浓溶液涤于阴极材料表面,干燥至一定程度,然后用电化学还原方法,制备了聚合物基金属梯度复合膜(MPGCF),对电化学反应体系及反应温度等重要条件进行了研究．结果表明,采用碳-碳-B液体系及碳-铜-C液体系时,均可合成结构可控的MPGCF,但以后者的合成条件更温和,适当提高介质温度,有利于MPGCF沉积和过渡层的形成。     

弹体侵彻陶瓷/金属复合靶板问题的研究

针对弹体侵彻陶瓷/金属复合靶板的问题,将弹体的墩粗变形、陶瓷面板碎裂及陶瓷锥的形成变化和金属背板的变形结合起来,建立了可变形弹体垂直侵彻陶瓷/金属靶板的理论分析模型.利用大型非线性有限元程序LS-DYNA3D,对平头弹侵彻陶瓷/金属复合靶板的问题进行数值模拟,得到了陶瓷/金属复合靶板受弹体侵彻的变形过程.最后给出了典型位置的位移随时间的变化曲线,理论模型分析结果和数值模拟结果与实验结果进行了对比,吻合很好.说明理论分析模型的正确性和数值模拟结果的可靠性,可以为复合靶板的设计提供有利依据.     

Al2O3/NiAl复相陶瓷料浆流变性的研究

主要对Al2O3/NiAl复合体系料浆的稳定分散特征作了初步研究.结果表明:对Al2O3和NiAl单体系,当溶液的pH>10.6时,颗粒表面的ξ电位达到最大值;当料浆中Al2O3含量在40 vol%以上时,其稳定分散的最佳pH范围为11～12,当料浆浓度为40 vol%,50 vol%和60 vol%时,最佳分散剂用量分别为0.6 wt%,2.8 wt%和8.0 wt%;对浓度小于30 vol%的NiAl料浆,其稳定分散的最佳pH范围为9～11,分散剂最佳用量为0.5 wt%;在最佳分散条件下制得的50 vol%(Al2O3/NiAl-20)的复相陶瓷料浆具有良好的稳定分散性.