Cu/Al2O3扩散焊接头界面晶体位向关系对断裂能量的影响

以单晶α－Ａ１２Ｏ３陶瓷（蓝宝石）和单晶Ｃｕ为母材,采用真空扩散焊接获得具有两种不同的界面晶体位向关系的Ｃｕ／Ａ１２Ｏ３护散焊接头以及带Ｎｂ膜中间层的Ｃｕ／Ｎｂ／Ａ１２Ｏ３护散焊接头,研究了界面晶体位向关系对接头断裂能量的影响,响接头的断裂能量,界面位向关系为（１００）「０１１」ｃｕ｜｜（０００１）「１１２０」Ａ１２Ｏ３的Ｃｕ／Ａ１２Ｏ３接头断裂能量值最代,而具有相同位向关系的带Ｎｂ膜中间层的Ｃｕ     

焊接能量对Mg/Ti超声波焊接接头微观组织与力学性能的影响

采用超声波焊接技术对Mg/Ti异种金属进行了焊接,研究了不同焊接能量对接头界面峰值温度、界面形貌、界面原子扩散程度以及力学性能的影响规律。研究发现:Mg/Ti超声波焊接接头整体界面较平直,局部界面有较小起伏,未发现裂纹、未熔合等缺陷,也未看到明显的反应层;随着焊接能量的增大,界面峰值温度升高,原子扩散层厚度增大,连接区面积逐渐增大,接头力学性能得到提高,而能量达到2000J时镁侧母材出现裂纹;接头断裂模式分为界面断裂和纽扣断裂,界面断裂时断裂发生在镁侧扩散层区域和镁侧非扩散层区域。扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析表明,Mg/Ti连接界面区域无明显的金属间化合物生成。     

Al_2O_3陶瓷与TiAl合金真空钎焊接头界面组织及性能

采用AgCuTi活性钎料实现了Al_2O_3陶瓷与TiAl合金的钎焊连接,研究了钎焊接头的界面结构及其形成机制,并且分析了不同钎焊参数对接头界面组织和接头力学性能的影响规律。结果表明:Al_2O_3陶瓷与TiAl合金钎焊接头的典型界面组织为:Al_2O_3/Ti_3(Cu,Al)_3O/Ag(s.s)+Cu(s.s)+AlCu_2Ti/AlCu_2Ti+AlCuTi/TiAl。钎焊过程中,TiAl基体向液态钎料中的溶解量决定了钎焊接头界面组织的形成及其演化。随着钎焊温度的升高和保温时间的延长,Al_2O_3陶瓷侧的Ti_3(Cu,Al)_3O反应层增厚,钎缝中弥散分布的团块状AlCu_2Ti化合物逐渐聚集长大。陶瓷侧界面反应层的厚度和钎缝中AlCu_2Ti化合物的形态及分布共同决定着接头的抗剪强度。当钎焊温度为880℃,保温10 min时,接头的抗剪强度最大,达到94 MPa,此时接头的断裂形式呈现沿Al_2O_3陶瓷基体和界面反应层的复合断裂模式。     

保温时间对钎焊Al_2O_3/碳钢界面结构及结合强度的影响

用Cu-Ti活性钎料对Al2O3陶瓷/碳钢实施钎焊,用透射电镜、扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪对界面微观结构进行表征,研究了钎焊温度1050℃、不同保温时间(10~40 min)对接头界面微观结构和剪切强度的影响。结果表明,保温30 min得到的钎焊接头具有较好的界面组织形态和较高的剪切强度。在此工艺条件下界面结合区有3层组成,即近陶瓷侧以Ti4Fe2O为主的反应层,近钢侧以Ti Fe2为主要析出相的扩散层,在反应层和扩散层之间为Cu固溶体+Ti4Fe2O相,各层组织比较致密,微孔缺陷较少,接头剪切强度达到99 MPa。     

连接温度对TiAl/Ti3AlC2扩散焊接头界面结构及性能的影响

采用Ti/Ni复合中间层实现了TiAl合金和Ti₃AlC₂陶瓷的扩散连接,利用SEM,XRD等分析方法对接头界面结构进行了分析.结果表明,TiAl/Ti₃AlC₂接头典型界面结构为TiAl/Ti₃Al+Al₃NiTi₂/Ti₃Al/α-Ti+Ti₂Ni/Ti₂Ni/TiNi/Ni₃Ti/Ni/Ni₃(Ti,Al)/Ni₃Al+TiC_x+Ti₃AlC₂/Ti₃AlC₂.随着连接温度的升高,TiAl/Ti界面处的Ti_ss层逐渐减小,Ti₃Al化合物层逐渐变厚;TiNi化合物层厚度显著增加,Ti₂Ni和Ni₃Ti层厚度基本保持不变.接头抗剪强度随连接温度升高先增加后减小,当连接温度为850℃时,接头的抗剪强度最高可达到85.3 MPa.接头主要在Ni/Ti₃AlC₂界面及Ti₃AlC₂基体处发生断裂.     

带Nb膜中间层的Cu/α-Al2O3的扩散焊接

采用扫描和透射电镜、能谱分析、Ｘ射线衍射和４点弯曲试验研究了Ｎｂ膜中间层对单晶Ｃｕ与单晶α－Ａｌ２Ｏ３的扩散焊接特怀以及接头组织和性能的影响。结果表明,通过电子不蒸镀获得的多晶Ｎｂ膜中间层扩散焊后具有结构组织,其密排面（１１０）平行于Ａｌ２Ｏ３的（０００１）基面,Ｎｂ膜中间层的加入显著提高了Ｃｕ／Ａｌ２Ｏ３扩散焊接头的断裂能量,而扩散焊接温度可以与无Ｎｂ膜中间层时保持不变,带Ｎｂ膜中间层的Ｃｕ／Ａ     

界面结构对Al_2O_3-Nb封接质量的影响

本文通过对Al_2O_3-Nb封接界面Na腐蚀情况的研究,证明玻璃焊料与Nb界面结合不好是影响Al_2O_3-Nb封接质量和高压钠灯寿命的主要原因.并利用透射电子显微镜,研究了不同寿命的高压钠灯中玻璃焊料与Nb界面的显微组织结构,揭示了界面结构对Al_2O_3-Nb封接质量的影响.根据热力学分析和Pask的金属-陶瓷界面结合理论,讨论了在焊接过程中发生在玻璃焊料与Nb界面的物理化学过程和界面结合机制.     

焊接能量对铝/铜超声波焊接接头显微组织的影响

进行了1 mm厚铝/铜异种金属超声波焊接试验研究,分析了不同焊接能量输入对接头形貌、接合区塑性变形、原子扩散的影响.结果表明,工件在高频振动作用下,连接界面间会发生漩涡状塑性变形,形成局部机械自锁,有助于实现超声波接头的有效连接.焊接能量较小时,结合区域塑性变形量小,局部区域无法形成连接;焊接能量过大时,接合区域会出现空穴.SEM和EDS分析表明,能量过高时(2000 J),接触界面区域会形成薄金属间化合物层,其主要成分为Al₄Cu₉.     

激光毛化对铝/钢电弧熔钎焊接头界面与性能的影响

使用高性能铝/钢焊接件是汽车轻量化一直追求的目标. 针对铝/钢接头界面脆性金属间化合物层导致接头性能较差并限制其应用的问题,采用小功率激光毛化处理工艺改变钢表面微观形貌,开展铝上钢下的TIG熔钎焊试验. 通过扫描电镜观察分析了接头界面金属间化合物层的形态与分布,研究了激光毛化线间距对液态铝在钢表面润湿铺展行为及接头钎接界面金属间化合物形态与分布对接头力学性能的影响规律. 结果表明,钢表面经毛化处理后,液态铝在其表面的润湿铺展性能变差,但接头钢侧界面由平直状态变为凹槽锯齿状弯曲状态,使铝钢反应接触面积增大、机械咬合作用增强,同时凹槽对裂纹的扩展起到阻断作用,提高了接头的力学性能. 金属间化合物分布呈现出由沿界面均匀连续性分布变为凹槽内数量较多的非均匀分布特征. 当线间距为130 μm时,接头平均抗拉剪强度达到85.8 MPa.     

Zn-Al钎料成分对Cu/Zn-Al/Al钎焊接头界面结构及性能的影响

分别采用Zn-15Al,Zn-22Al,Zn-28Al,Zn-37Al和Zn-45Al钎料钎焊获得Cu/Al接头.利用SEM,EDS和XRD研究了Zn-Al钎料成分对Cu/Al接头中Cu母材/钎缝界面结构的影响,并系统阐述了Zn-Al钎料成分-接头界面结构-接头抗剪切强度之间的关系.研究发现,Cu/Zn-15Al/Al接头中Cu母材/钎缝界面结构为Cu/Al4.2Cu3.2Zn0.7,且Al4.2Cu3.2Zn0.7界面层较薄,其厚度为2~3μm,接头具有较高的抗剪切强度,达66.3 MPa.随着钎料中Al含量的提高,在Cu/Zn-22Al/Al接头界面处Al4.2Cu3.2Zn0.7界面层的厚度逐渐增大,甚至在Cu/Zn-28Al/Al接头的Al4.2Cu3.2Zn0.7界面层附近出现少量的Cu Al2,接头的抗剪切强度逐渐降低.当采用Al含量较高的Zn-37Al钎料钎焊Cu/Al接头时,Cu母材/钎缝界面结构转变为Cu/Al4.2Cu3.2Zn0.7/Cu Al2;脆性Cu Al2层的出现,使接头抗剪切强度大幅下降,为34.5 MPa.当采用Al含量最高的Zn-45Al钎料钎焊Cu/Al接头时,Cu母材/钎缝界面结构转变为Cu/Cu Al2,接头抗剪切强度最低,为31.6 MPa.     

热胀失配对Al_2O_3/TiB_2陶瓷材料高温断裂韧性的影响

研究了由于热胀失配所产生的残余应力对Al2O3／TiB2陶瓷复合材料的高温断裂韧性KIC的影响。结果表明：Al2O3／TiB2陶瓷材料的KIC随温度的升高而略有增加，其主要原因是由于基体材料中的残余拉应力随温度的升高而松驰，经热胀失配分析计算得到材料的高温KIC的增幅与实际测量的结果具有很好的一致性，通过对该材料的热胀失配分析，可以预测其KIC随温度的变化规律。     

Cu-71.8%Ag共晶体中两相的台阶界面及晶体取向

采用熔铸法制备了Cu-71.8%Ag(质量分数)合金,研究了共晶体中两相的位向关系和界面结构.约50%的相界面两侧Cu和Ag两相位向对称于(111)晶面.出现对称位向的相界面形态为台阶状,台阶平面与(111)平行,高度为(111)Cu和(111)Ag晶面间距的平均值,宽度为3-4个(11-1)Cu晶面间距.在此界面上,每隔3-4个(11-1)Cu晶面间距出现一个点阵重合位置.     

定向凝固Al2O3／Al—4.5Cu复合材料显微组织与合金元素的分布

利用ＺＭＬＭＣ定向凝固装置,研究了Ａｌ２Ｏ３／Ａｌ－４．５Ｃｕ金属基复合材料在不同凝固冷却速度条件下的显微组织和合金元素分布的变化,实验结果表明：当凝固速度ｖ＝１６．７μｍ／ｓ时,Ａｌ２Ｏ３／Ａｌ－４．５Ｃｕ复合材料基体组织为胞状晶,胞状晶中无颗粒存在;当ｖ＝４９．８μｍ／ｓ时,基体为树枝状晶,颗粒在枝晶中均匀分布,一二,次枝晶间距随着凝固速度的提高而减小。     

TEXTURES,INTERFACE AND FRACTURE OF A 1D-C/C PREPARED BY CVD

ＴＥＸＴＵＲＥＳ,ＩＮＴＥＲＦＡＣＥＡＮＤＦＲＡＣＴＵＲＥＯＦＡ１Ｄ－Ｃ／ＣＰＲＥＰＡＲＥＤＢＹＣＶＤＲ．Ｓｈｉ;Ｈ．Ｊ．Ｌｉ;Ｚ．ＹａｎｇａｎｄＭ．Ｋ．Ｋａｎｇ（Ｄｅｐｔ．ｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ,Ｎｏｒｔｈ...     

融熔Cu-S/CaO-SiO2-Al2O3体系界面脱硫反应动力学的阻抗分析

用交流阻抗法研究了融熔ＣｕＳ／ＣａＯＳｉＯ２Ａｌ２Ｏ３体系界面脱硫反应动力学，得到了该体系的阻抗响应图。通过用Ｒａｎｄｌｅｓ等效电路，并将所得的阻抗用非线性最小二乘法拟合，获得ＣｕＳ／ＣａＯＳｉＯ２Ａｌ２Ｏ３体系界面脱硫反应动力学的参数，如熔渣电阻Ｒｅ，电极反应电荷传递电阻Ｒｃｔ，电极双电层电容Ｃｄｌ及脱硫反应速率常数ｋｆ等。     

Al_2O_3/TiB_2/SiC_w陶瓷材料的室温摩擦磨损特性研究

研究了不同SiCw，含量的Al2O3／TiaO／SiCw，陶瓷材料与硬质含金在室温滑动摩擦时的摩擦磨损特性．结果表明：随SiCw含量的增加摩拣系数减小，Al2O3／TiB2／SiCw陶瓷材料抗磨损能力增强，其磨损机制主要有后粒磨损和晶须的脱落，晶须的取向对该陶瓷材料的耐磨性能有很大的影响。     

Al_2O_3/TiB_2和Al_2O_3/TiB_2/SiC_W陶瓷复合材料在1300℃的氧化行为

研究了热压烧结工艺制备的Al2O3/TiB2和Al2O3/TiB2/SiCW陶瓷复合材料在1300℃的氧化行为用XRD、SEM、TEM/EDSA分析了材料氧化后的相组成及显微结构.结果表明:两种材料在1300℃空气中氧化30h内的氧化增重符合抛物线规律,SiC晶须的加入可明显改善Al2O3/TiB2材料的高温抗氧化性.     

FRACTURE RESISTANCE OF 3D-C／SiC COMPOSITES AT 1300℃

Based on the energy conservation, the elastic energy linked to the compliance change, non-elastic energy dissipated by irreversible deformation and the resistance for crack propagation were quantitatively characterized by evaluation the load/qoad point displacement curves tested by three points bend experiment with single notch beam at 1300℃. The cracks length was determined by compliance calibration curves. It is shown by experimental results that the compliance of 3D-C/SiC composites changes with the cracks can be described by third order polynomial. The variation of crack advancing resistance with non-dimensional equivalent crack length presents a convex curve. The crack advancing resistance increases firstly and then decreases with the non-dimensional equivalent crack length, finally is in comparatively low level. The maximum values of crack advancing resistance are 269.73k J/m^2 for nondimensional equivalent crack length of 0.318 and original notch length of 0.35mm, and 138.65kJ/m^2 for non-dimensional equivalent crack length of 0.381 and original notch length of 2.06mm, respectively.