超声对Sn-Bi-1.5Al_2O_3/Cu焊点组织和性能的影响

采用超声协振复合钎焊,并调整超声功率,制备了4组Cu/Sn-Bi-1.5Al2O3/Cu微型焊接接头,通过润湿性试验、微观组织观察、显微硬度测试、拉伸性能检测、断口形貌分析,综合评定超声功率对Sn-Bi-1.5Al2O3/Cu焊点组织和性能的影响。结果表明,利用超声波在液态钎料中的声空化和声流等次级效应,复合钎料填缝能力强,铺展面积最大提高了51.7%。经超声处理后,随着超声功率的增大,产生细晶强化、组织改善、缺陷减少的效果。当超声功率为800 W时,Bi相含量较未超声处理时减少了4.7%,钎缝中部和边界IMC层的显微硬度分别增大了40.7%和89.9%,抗拉强度和伸长率分别提高了40.7%和89.9%,断裂位置由钎缝边界逐步转移至钎缝中部。     

基板间距对Cu/Sn58Bi-1.5Al_2O_3/Cu钎焊接头组织性能的影响

采用回流焊工艺,制备不同铜基板间距的Cu/Sn58Bi-1.5Al_2O_3/Cu钎焊接头,并进行90℃×24 h的高温时效处理。通过界面微观组织观察、化学成分分析、拉伸性能检测和断口机理分析,研究基板间距对钎焊接头组织和性能的影响。结果表明:焊后,随着基板间距的增大,界面Cu_6Sn_5IMC层的厚度变小,解理台阶的宽度逐步减小,抵抗变形的能力提高。高温时效后,富Bi相组织由焊后的长条状转变为大的块状,界面原先呈扇贝状的IMC层增厚,凸起状变得平缓,并分为Cu_6Sn_5和Cn_3Sn两层金属间化合物。随基板间距的增大,焊后接头及高温时效后接头的抗拉强度均增大;相同基板间距下,与焊后接头相比,高温时效后的接头抗拉强度下降,拉伸断口的断裂位置由焊后的钎料部位变为钎料与Cu基板的交界处。硬脆的IMC层增厚和富Bi层的聚集这两个原因导致了接头失效。     

钇盐对铝合金表面PEO复合ZrO_2-Y_2O_3涂层组织及耐高温性能的影响

采用改进的等离子体电解氧化(PEO)技术在锆盐体系和锆盐-钇盐体系电解液中制备ZAl Sil2Cu3Ni2合金表面ZrO_2-Y_2O_3陶瓷层和Y_2O_3-ZrO_2-Y_2O_3陶瓷层,研究电解液中稀土钇盐Y(NO_3)_3对PEO陶瓷层组织和耐高温性能的影响。通过SEM、XRD等分析方法对陶瓷层的组织结构及相组成进行了分析,并对陶瓷层的隔热性能及高温稳定性进行了测试。结果表明,与ZrO_2-Y_2O_3陶瓷层相比,Y_2O_3-ZrO_2-Y_2O_3陶瓷层表面由细小颗粒组成,涂层均匀、致密;锆钇盐体系陶瓷层形成了钇部分稳定锆的固溶体(Y_2O_3和Y_(0.15)Zr_(0.85)O_(1.93)□_(0.07)),并提高了反应温度;Y_2O_3-ZrO_2-Y_2O_3陶瓷层生长速度大于ZrO_2-Y_2O_3陶瓷层,其中向外生长厚度明显增大;另外,隔热性能得到提高。Y_2O_3-ZrO_2-Y_2O_3陶瓷层试样经400℃高温氧化处理,其氧化增重曲线呈对数规律,氧化增重量小,表明高温稳定性良好。     

添加剂对CeO_2-ZrO_2-Al_2O_3复合氧化物结构及性能的影响

分别以柠檬酸(CA)、聚乙二醇(PEG)和淀粉(ST)为添加剂,采用共沉淀法制备CeO_2-ZrO_2-Al2O3(CZA)复合氧化物储氧材料,利用XRD、TG/DSC、SEM、N_2吸附-脱附、氧脉冲吸附和程序升温还原等检测方法对材料性能进行表征。XRD结果表明:ST添加剂的样品经1000℃煅烧后产物主要为CeO_2和γ-Al_2O_3,添加CA与PEG的样品为CeO_2-ZrO_2相,并夹带少量γ-Al_2_O3相;经1100℃煅烧后,3种添加剂样品都主要为CeO2-ZrO2晶相。SEM结果表明:CA、ST和PEG添加剂样品经1000℃高温处理后,分别为颗粒状、蜂窝状和多孔网状结构。N_2吸附-脱附结果表明:经600℃热处理后,ST添加剂样品具有最大的比表面积234.95 m~ 2/g和孔容1.589 cm~3/g;经1000℃热处理后,添加PEG样品获得最大的比表面积、孔容和孔径,其值分别为92.50 m~2/g、0.702 cm3/g和29.84 nm,且有最佳的孔分布和吸附-脱附能力。储氧性能OSC和H2-TPR结果表明:PEG添加剂制备的材料具有最好的储氧能力(OSC)和还原性能;1100℃高温下,ST添加剂样品的结构特性与PEG的接近;而CA添加剂样品的吸附能力、储氧性能都相对较低。     

Y_2O_3对锌熔再生硬质合金组织及性能的影响

以锌熔回收的WC为原料制备YG8硬质合金以及添加稀土氧化物的YG8-RE合金,通过金相、SEM分析了稀土氧化物的作用机理。研究发现,添加稀土氧化物能改善合金的晶粒均匀性和孔隙度,提高合金的性能。添加稀土氧化物能够使得合金粘结相中α-Co的稳定性增强,并使断裂方式发生改变,提高了合金强度。     

CaSiO_3复合添加剂对CaZrO_3~-Al_2O_3接触层抗Al_2O_3附着性能影响

骨料部分采用锆酸钙颗粒(粒度≤0.374 mm和≤0.147 mm),基质部分采用6%的α-Al_2O_3微粉,在基质部分分别加入2%、4%、6%、8%的CaSiO_3以及3% CaSiO_3-3% SiO_2、3% CaSiO_3-3% ZrSiO_4,经冷等静压成型、干燥后于1550 ℃,3 h烧成制得复合了CaSiO_3的CaZrO_3-Al_2O_3接触层,对接触层检测其显气孔率及体积密度,同时进行XRD及SEM分析,并建立抗附着模型对比了CaSiO_3复合添加剂对接触层抗Al_2O_3附着性能的影响.结果表明,随着CaSiO_3含量的增加,接触层的致密化程度先增加后减小,其促进CaZrO_3分解的程度变大,抗Al_2O_3附着的性能增强.在添加剂量相同的情况下,CaSiO_3复合添加剂抗Al_2O_3附着堵塞的效果要比单独加入CaSiO_3的好,其中CaSiO_3-SiO_2复合添加剂抗Al_2O_3附着堵塞的效果最佳.此外,CaSiO_3复合添加剂不仅可以细化CaZrO_3颗粒,而且使颗粒间结合更为紧密;颗粒越小,其晶界面积越大,CaZrO_3分解出的CaO沿晶界扩散就越快,从而与Al_2O_3反应的程度越大.     

Al_2O_3含量对等离子喷涂TiO_2-Al_2O_3陶瓷涂层组织性能的影响

采用大气等离子喷涂方法制备TiO2–Al2O3陶瓷涂层,利用SEM和XRD分析了涂层的显微组织和相结构,并研究了涂层的电阻率随温度变化的规律。研究结果表明:TiO2–Al2O3陶瓷涂层主要由金红石型TiO2、锐钛矿型TiO2、Magneli相、α–Al2O3及γ–Al2O3组成。涂层的显微硬度和电阻率随Al2O3含量的增加而增加,在通电升温条件下涂层的电阻率随温度升高而降低。     

回流时间对纯铜基板Sn0.3Ag0.7Cu钎料钎焊焊点组织和力学性能影响

以Sn0.3Ag0.7Cu为钎料,纯Cu板为基板,采用过渡液相扩散焊工艺制备Cu/Cu₃Sn/Cu₆Sn₅/Cu₃Sn/Cu多层结构全金属间化合物焊点,通过扫描电子显微镜和能谱仪分析了焊点的组织形貌和成分,测试了焊点的抗剪强度,研究了界面金属间化合物的生长机理。结果表明,由于温度梯度的影响,冷端Cu₆Sn₅生长速度大于热端。回流时间为5 h时,焊缝形成全金属间化合物,焊缝界面较为平整且无缺陷,抗剪强度由32.16 MPa降至21.29 MPa,降低了33.8%,断裂模式由塑性断裂最终演变为脆性断裂。     

回流时间对纯铜基板Sn0.3Ag0.7Cu钎料钎焊焊点组织和力学性能影响

以Sn0.3Ag0.7Cu为钎料,纯Cu板为基板,采用过渡液相扩散焊工艺制备Cu/Cu3Sn/Cu6Sn5/Cu3Sn/Cu多层结构全金属间化合物焊点,通过扫描电子显微镜和能谱仪分析了焊点的组织形貌和成分,测试了焊点的抗剪强度,研究了界面金属间化合物的生长机理.结果表明,由于温度梯度的影响,冷端Cu6Sn5 生长速度大于热端.回流时间为 5h时,焊缝形成全金属间化合物,焊缝界面较为平整且无缺陷,抗剪强度由 32.16 MPa降至 21.29 MPa,降低了 33.8%,断裂模式由塑性断裂最终演变为脆性断裂.     

Al_2O_3含量对Al_2O_3-Al复合涂层组织和摩擦磨损性能的影响

通过改变喷涂粉末中Al2O3和Al的比例,在AZ91D镁合金表面制备不同Al2O3含量的等离子喷涂Al2O3-Al复合涂层。对复合涂层的显微组织、硬度和摩擦磨损性能进行表征,研究Al2O3含量对涂层组织和磨损性能的影响。结果表明,涂层组织为带状Al2O3分布在致密的Al基体上,Al2O3内可见细微的片层结构,且层与层间存在一定的孔隙。复合涂层中Al平均硬度62HV,Al2O3平均硬度达1380 HV。摩擦磨损实验证实,复合涂层具有较小的摩擦系数和较低磨损量,大大改善了镁合金表面的抗磨损性能。涂层中Al2O3体积少于Al时,Al2O3增加使涂层的抗磨效果增强。涂层中Al2O3体积超过Al后,涂层的孔隙增多、涂层变脆,其耐磨损性能下降。     

La_2O_3对Al-TiO_2-C细化剂组织及细化性能的影响

以TiO2粉、C粉、Al粉和La2O3粉为原料,利用放热弥散法原位合成稀土La2O3含量分别为0,0.1%,0.2%,0.3%(质量分数)的Al-TiO2-C晶粒细化剂,并使用这4种细化剂分别对工业纯铝进行细化试验。采用XRD、SEM及能谱分析等方法研究了La2O3含量对Al-TiO2-C细化剂显微组织的影响。结果表明:La2O3含量为0.2%时,Al-TiO2-C晶粒细化剂组织中Al3Ti呈块状分布,彼此间断开且颗粒分布相对均匀。此时对工业纯铝的细化效果相对较好。适量的Al20Ti2La对提高Al-TiO2-C细化剂细化性能起到重要作用。     

烧结工艺对Al_2O_3/透辉石/AlTiB复合陶瓷组织性能的影响

将透辉石和AlTiB中间合金添加到Al_2O_3基体中,采用无压烧结工艺制备了透辉石/AlTiB增韧补强Al_2O_3基陶瓷材料,建立了保温时间对Al_2O_3/透辉石/AlTiB复合陶瓷相对密度影响的预测模型,研究了无压烧结温度和保温时间对透辉石/AlTiB增韧补强Al_2O_3基陶瓷材料力学性能和微观结构的影响.结果表明,所建立的模型较好的预测了保温时间对Al_2O_3/透辉石/AlTiB复合陶瓷相对密度的影响趋势,Al_2O_3/透辉石/AlTiB复合陶瓷最佳烧结工艺为烧结温度1520℃和保温时间180min;烧结工艺对Al_2O_3/透辉石/AlTiB复合陶瓷材料气孔率、晶粒间结合强度、粒径大小和断裂机制等因素产生较大的影响,并由此影响材料的相对密度和力学性能.     

AgCu+nano-Al_2O_3复合钎料钎焊TC4合金与Al_2O_3陶瓷:界面结构及接头性能

通过向Ag Cu共晶钎料中添加nano-Al2O3增强相(2%,质量分数)并采用高能球磨的方法获得了Ag Cu+nano-Al2O3复合钎料(Ag Cu C钎料)。采用Ag Cu C钎料实现了TC4合金与Al2O3陶瓷的高质量钎焊连接,确定了TC4/Ag Cu C/Al2O3钎焊接头的典型界面组织结构为:TC4/α-Ti+Ti2Cu扩散层/Ti3Cu4层/Ag(s,s)+Ti3Cu4+Ti Cu/Ti3Cu4层/Ti3(Cu,Al)3O层/Al2O3。Nano-Al2O3的添加抑制了钎缝中连续的Ti-Cu化合物层的生长,同时在钎缝中形成了颗粒状Ti-Cu化合物相增强的Ag基复合材料,改善了钎焊接头的界面组织。随着钎焊温度的升高,各反应层厚度逐渐增加,颗粒状Ti-Cu化合物不断长大,Ag基复合材料组织逐渐细小。当钎焊温度T=920℃,保温时间t=10 min时接头抗剪强度达到最大为67.8 MPa,典型断口分析表明:压剪过程中,裂纹起源于钎角处并沿钎缝扩展后转入Al2O3陶瓷,最终在Al2O3陶瓷母材侧发生断裂。     

Al_2O_3颗粒对SnAgCu焊点电迁移行为的影响

研究了在0.6×10~4A/cm~2电流密度下,A1_2O_3颗粒对Cu/SAC-A1_2O_3/Cu焊点基体组织及界面金属间化合物(IMC)层的影响规律。结果表明,SAC焊点组织随通电时间延长,由椭圆状转变为不规则的粗大块状,界面IMC层出现了显著的极化现象。SAC-A1_2O_3组织中共晶相仍呈近椭圆状弥散分布,无明显粗化现象,界面IMC层厚度也出现了极化现象,但相比于SAC焊点而言,极化程度较低。0.5wt%Al_2O_3的添加有助于提高Cu/SAC-Al_2O_3/Cu焊点抗电迁移可靠性。     

烧结温度对ZrC-Y_2O_3复合增强细晶钨组织与性能的影响

采用湿化学法制备W-3%ZrC-0.3%Y_2O_3(质量分数)材料,研究该材料在1800~1920℃的烧结致密化行为,通过与W-3ZrC材料及纯钨材料烧结态力学性能和显微组织的对比研究,分析复合添加ZrC和Y_2O_3对钨材料强韧化的作用和意义。结果表明:W-ZrC-Y_2O_3材料的致密度和抗拉强度均呈现出随烧结温度升高先增加后降低的趋势,其相对密度和抗拉强度均在1860℃达到最大值,分别为97.8%、446 MPa;添加第二相粒子能有效细化钨材料的晶粒,Y_2O_3/ZrC复合添加较单一ZrC能更有效细化钨晶粒,晶粒由W-3ZrC的10μm降低至5~8μm。复合强化相粒子改变了断裂过程中裂纹扩展的形状和长度,起到强化和韧化作用。     

AZ31镁合金冷喷涂Al-Al_2O_3复合涂层组织及性能

采用冷喷涂工艺在AZ31镁合金上制备纯Al涂层和Al-50%Al_2O_3复合涂层。通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、材料分析软件探讨Al_2O_3颗粒的加入对纯Al涂层显微组织的影响。用电化学工作站、显微硬度计和磨耗试验机来对涂层的性能进行表征,分析Al_2O_3颗粒的加入对纯Al涂层耐蚀性、显微硬度和磨损性能的影响。结果表明:与纯Al涂层相比,复合涂层组织更致密,孔隙率更低,硬度从51.2HV0.025提高到94.8HV0.025,滑动磨损率降低80.5%,磨粒磨损率降低40%。复合涂层的自腐蚀电流密度(2.36×10~(-7)A/cm~2)和纯Al涂层的自腐蚀电流密度(1.19×10~(-7) A/cm~2)相近,相对于镁合金的(2.56×10~(-4) A/cm~2)降低3个数量级,可以大大提高镁合金的抗腐蚀性能。     

热时效对铜核SAC305微焊点组织及性能的影响

对Cu/Cu-cored+SAC305/Cu微焊点及Cu/SAC305/Cu微焊点进行不同时长的热时效试验.借助扫描电镜(SEM)、动态力学分析仪(DMA)等手段,分析热时效时间对两种结构钎料焊点界面显微组织及拉伸性能的影响.结果表明:随着热时效时间的增加,焊点界面组织晶粒逐渐粗化,IMC层逐渐增厚,焊点的抗拉强度不断...     

超声对电子元件用低温钎焊合金组织与性能的影响

分别采用常规浇注和超声振动辅助浇注制备了电子元件用低温钎焊Sn-58Bi合金,并对其进行了显微组织、微区成分、可焊性以及不同温度下力学性能的测试与分析。结果表明,超声振动辅助浇注法可以显著提高合金的力学性能和可焊性。与常规浇注相比,超声振动辅助浇注可使合金在-40℃、25℃和150℃时抗拉强度分别提高70%、72%、80%,并使润湿时间减少43%、最大润湿力增大36%。     

多场耦合时效对微焊点界面组织与性能的影响

模拟复杂环境中的热场、电场、磁场和力场四维场合,设计制作了多场耦合时效装置,研究了Cu/Sn58Bi-0.05Sm/Cu微焊点在25、50、100和200 h的多场耦合时效过程中,界面金属间化合物的微观组织变化和力学行为。结果表明:随着时效时间的延长,焊点热端(阳极)的IMC层平整饱满,逐渐变厚,而冷端(阴极)呈现锯齿形,逐步变薄,出现大量的空位和空洞,并形成裂纹;焊点抗拉强度呈抛物线型下降,时效初期抗拉强度降速较大,之后降速逐渐减缓;拉伸断口逐步呈现小裂纹→单一大裂纹→多条大裂纹的现象,断裂机理为解理断裂,焊点的可靠性不断降低。     

泡沫Ni/Sn复合钎料超声波钎焊Al_2O_3陶瓷接头组织及力学性能研究

采用泡沫Ni增强Sn基复合钎料片,通过超声波辅助钎焊工艺对Al_2O_3陶瓷进行了低温连接,研究了不同钎焊时间对Al_2O_3接头显微结构及抗剪强度的影响。结果表明,钎焊时间从4 s延长至12 s时,Ni骨架从多边形向条状转变,钎缝宽度从90μm减小到30μm,Sn金属逐渐填充到泡沫Ni的空隙中,钎缝中的缺陷逐渐减少至消失。在泡沫Ni骨架表面形成了Ni_3Sn_4金属间化合物层,其厚度随钎焊时间的延长而增大,同时接头的抗剪强度呈现先提高后降低的趋势。钎焊时间为8 s时,接头获得了最佳的抗剪强度值38.6 MPa。