Al2O3弥散强化铜与T2铜的真空钎焊研究

用Ag-Cu-Ti钎料对Al2O3弥散强化铜与T2铜进行真空钎焊.研究了钎焊温度和保温时间对钎焊接头组织和性能的影响.结果表明:温度过低,钎料与母材相互冶金作用不强,结合不紧密;温度过高和保温时间过长,钎料向Al2O3弥散强化铜中毛细渗入严重,钎缝出现虚焊,接头强度下降.钎缝组织主要为Cu的同溶体与Ag的同溶体.     

铝基复合材料；真空钎焊；接头强度；断裂分析

采用Al-28Cu-5Si-2Mg钎料，在真空高频感应条件下对SiCp/LY12复合材料进行了钎焊连接。试验结果表明：钎焊温度、保温时间、SiC颗粒的体积分数以及焊后时效处理均会影响SiCp/2024Al复合材料钎焊接头的连接强度：钎缝中有少量SiC颗粒存在，且分布不均匀。在靠近母材处出现贫化区，在钎缝中心两侧有较小的集聚区。SiCp/LY12复合材料钎焊接头的断裂是由于钎缝金属中的SiC颗粒成为裂源，裂纹沿钎缝作低能量撕裂所致。     

真空热处理对Al2O3陶瓷化学镀Ni-P膜及金属钎焊接头的影响

采用化学镀Ni-P膜法金属化Al2O3陶瓷,并用63Sn-34Pb-2Ag-1Bi钎料膏实现了95%Al2O3陶瓷与45钢之间的低温钎焊.为提高镀膜结合强度并最终提高钎焊接头强度,钎焊前对镀膜陶瓷进行真空热处理.研究了钎焊前真空热处理对Ni-P膜显微组织、钎焊接头显微结构及其强度的影响.结果表明,150～650 ℃高真空热处理会改变Ni-P膜的显微组织,且适当热处理可显著提高钎焊接头强度,在350℃保温1 h可使接头剪切强度到达最高值38 MPa.接头显微结构一般为Al2O3陶瓷/Ni-P镀层/扩散层Ⅰ/富Sn层/钎缝金属层/扩散层Ⅱ/45钢.剪切断裂主要发生在Al2O3陶瓷/Ni-P镀层界面附近,少量扩展到钎缝金属中.     

SiC颗粒增强铝基复合材料钎焊技术研究

采用Al-28Cu-5Si-2Mg钎料，对SiCp／2024Al复合材料进行真空钎焊连接。试验结果表明：钎焊温度、保温时间、SiC颗粒的体积分数以及焊后时效处理均会影响SiCp／2024Al复合材料钎焊接头的连接强度；钎缝中有少量SiC颗粒存在，且分布不均匀；在靠近母材处出现贫化区，在钎缝中心两侧有较小的集聚区。提高液态钎料对SiC的润湿性，降低连接区的弱连接比例，减少过渡到钎缝的SiC颗粒，都是改善钎焊连接强度的重要途径。     

复合钎料钎焊Al_2O_3接头剪切应力场的数值模拟

对Al2O3颗粒增强复合钎料钎焊Al2O3/Al2O3接头的残余应力场进行了数值模拟,分析了Al2O3陶瓷颗粒的加入对陶瓷接头残余剪切应力的影响.模拟发现,陶瓷接头的最大应力位于陶瓷-钎缝界面,陶瓷颗粒的加入对钎焊接头应力起到了缓解作用,其缓解程度随陶瓷颗粒体积分数的增加而增大;在陶瓷颗粒百分比一定的情况下,钎缝厚度的...     

Ag-Cu-Ti钎焊金刚石/铜复合材料的组织和性能

采用97(72Ag-28Cu)-3Ti活性钎料钎焊了Diamond/Cu复合材料和Al2O3陶瓷,研究了主要钎焊条件如钎焊温度和保温时间对接头强度的影响.结果表明,钎焊过程中Ti元素易聚集在金刚石颗粒周围并形成TiC化合物层.TiC化合物的形貌与Diamond/Cu钎焊接头剪切强度有密切关系,金刚石表面生长适当厚度的TiC化合物层能增强钎焊接头的剪切强度,但如果TiC为颗粒状或TiC化合物层生长过厚,将削弱钎焊接头的剪切强度.钎焊接头的最大剪切强度可达117 MPa.     

Al2O3P／Cu基复合材料与Nb钎焊研究

采用Ag-20Cu-5Ti对Al2O3P／Cu基复合材料与Nb的钎焊性进行了初步探讨。研究表明，通过在钎料中加入活性元素Ti，可以减少和消除钎缝中的Al2O3P颗粒，避免Al2O3P颗粒在钎缝中的聚集，实现离子共价键Al2O3P向类金属键TiO转化，从而提高钎缝基体与颗粒相之间的匹配性。     

保温时间对铝/铜钎焊接头界面化合物和力学性能的影响

采用Zn-22Al钎料配合KAlF4-CsAlF4无腐蚀钎剂,在不同保温时间下对铝/铜进行炉中钎焊,研究了保温时间对钎焊接头、微观组织形貌,铜侧界面元素分布以及接头力学性能的影响.结果表明,随着保温时间的延长,Al/Cu接头Cu/钎缝界面CuAl₂化合物由层片状逐渐转变为树枝状并向钎缝内部生长;钎缝中的CuAl₂相由粗大块状转变为长条状或薄片状;Cu/钎缝界面处Zn元素含量峰值在保温时间为2 min时出现在铜母材与AlCu化合物之间,随着保温时间延长,Zn元素峰值逐渐向钎缝内部迁移.同时,铝/铜钎焊接头的抗剪强度随保温时间延长先提高后降低.     

SiC_p/2024AlMMC颗粒暴露及钎焊行为分析

介绍了焊接参数对SiCp/2024Al铝基复合材料的真空钎焊组织和性能的影响.焊前利用颗粒暴露技术将复合材料表面颗粒部分暴露,并利用真空气相沉积使暴露表面合金化.使用M6钎料,在不同的钎焊工艺参数下对复合材料进行焊接.结果表明,焊接温度过低或者保温时间过短,钎缝结合面有残留的Cu,钎料对复合材料润湿不好.随钎焊温度增加,保温时间的进一步延长,Cu与Al基体完全反应,促进了钎焊过程.但随着钎焊温度和保温时间的进一步增加,母材中出现过烧导致的气孔.钎焊接头X射线衍射试验表明,接头中没有Al4C3脆性相生成.拉伸试验表明,钎焊参数为620℃,保温20min时,接头抗剪强度最高,达到202MPa.断口分析表明,钎料对复合材料的不润湿,复合材料过烧导致气孔,复合材料中颗粒的聚集是导致接头强度下降的主要原因.     

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。     

Bonding of Al2O3 ceramic and Nb using transient liquid phase brazing

The brazing of Al2O3 to Nb was achieved by the method of transient liquid phase (TLP) bonding. Ti foil and Ni-5V alloy foil were used as interlayers for the bonding. The base materials were brazed at 1423-1573 K for 1-120 min. The results show that the shear strength of the joint first increases and then decreases with increasing holding time and brazing temperature. The joint interface microstructure and elements distribution were investigated. It can be concluded that a composite structure, in which the base metals are solid solution Nb(V) and Nb(Ti) reinforced by Ni3Ti, is formed when the brazing temperature is 1473 K and holding time 15 min, and a satisfactory joint strength can be achieved. The interaction of Ti foil and Ni-5V foil leads to the formation of liquid eutectic phase with low melting point, at the same time the combination of Ti come from the interlayer with O atoms from Al2O3 results in the bonding of Al2O3 and Nb.     

Formation process, microstructure and mechanical property of transient liquid phase bonded aluminium-based metal matrix composite joint

1　INTRODUCTIONThealuminium basedmetalmatrixcomposites(MMCs)areadvancedmaterialsthathavesuperiorproperties ,especiallyincreasedstiffness ,highstrength ,goodwearresistanceandsuperiorelevatedtemperatureproperties .Theyhavereceivedconsider ableattentionascandidatesforadvancedindustrialapplications[1,2 ] .But ,theirapplicationshavebeenseverelyrestrictedbythelackofasuitablejoiningmethod[3] .AlthougthfusionweldingmethodscanbeusedtojointheMMCs ,themethodsnormallytendtoresultinunfavourablejoint…     

Al2O3弥散铜/纯铜扩散焊工艺

采用真空扩散连接工艺,对Al2O3弥散强化铜/纯铜的连接进行了试验研究.用扫描电镜分析了Al2O3弥散强化铜/纯铜扩散界面组织结构,研究了工艺参数对界面结合状态和组织结构的影响.通过正交试验得出各因素对接头抗拉强度的影响大小依次为:扩散温度＞压力＞保温时间.正交试验结果表明:焊接温度为550℃,保温时间为3h,压力为25 MPa时,可获得组织均匀致密、界面连续的Al2弥散铜/纯铜扩散焊接头,且接头抗拉强度高达116.9 MPa.     

保温时间对Al2O3f/AZ91D复合材料抗拉强度的影响

采用熔体浸渗法制备了Al2O3f／AZ91D复合材料,并利用光学显微镜、SEM、XRD等手段对其成分、组织及保温时间与抗拉强度之间的关系进行了研究。结果表明,Al2O3f／AZ91D复合材料组织中有硬脆相Mg2Si生成;保温40min时复合材料的抗拉强度较基体合金略有增强;随着保温时间的延长,材料组织中的Mg2Si相大量增加,从而使复合材料的抗拉强度下降。     

工艺参数对Al2O3/TC4合金接头界面组织及力学性能的影响

采用Cu＋B钎料分别在钎焊温度890～970℃,保温时间为10min;钎焊温度为930℃,保温时间0～30min条件下,钎焊A120,陶瓷与TCA合金．利用SEM,EDS和压剪试验研究接头界面组织及力学性能．结果表明,随钎焊温度升高或保温时间的延长,Ti2（Cu,Al）2O层增厚,紧邻其侧生成连续并增厚的Ti2（Cu,Al）,Ti2（Cu,Al）含量增加;Ti＋Ti2（Cu,Al）含量增加,尺寸变大,分布范围逐渐变宽并向TC4合金侧迁移,TCA合金侧过共析组织区变宽．钎焊温度低于950℃时,TiB晶须主要分布在Ti2Cu晶界处的AlCu2Ti上;当钎焊温度高于950℃时,AlCu2Ti相逐渐消失,TiB晶须主要分布于Ti2Cu上．当保温时间为10min,钎焊温度为950℃时,接头最大强度为96MPa;而当钎焊温度为930℃,保温时间为20min时,接头最大强度为83MPa．关键词：Al2O3陶瓷;TC4合金;钎焊参数;界面组织;抗剪强度     

Al2O3p/6061Al复合材料焊接工艺参数的优化及接头组织

通过与基体铝合金的对比试验研究了颗粒增强铝基复合材料Ａｌ２Ｏ３ｐ／６０６１Ａｌ扩散焊各主要工艺参数对接头强度的影响规律,探讨了接头区域微观组织状态对接头强度的影响。结果表明：焊接温度是影响接头强度的主要工艺参数,接头区域存在氧化物及增强相偏聚等缺陷,是造成该种材料焊接性差的主要原因,在此基础上成功实现了颗粒增强铝基复合材料Ａｌ２Ｏ３ｐ／６０６１Ａｌ的扩散连接。     

Ni—Ti焊料部分液相瞬间连接高纯Al2O3—Kovar工艺的研究

通过Ti-Ti活性焊粒部分液相瞬间连接工艺，实现了高纯Al2O3陶瓷和可伐合金（Kovar）的气密性连接。结果表明焊缝区呈现明显的“三明治”夹层结构，两侧主要为Ti2Ni金属间化合物层，中间为较厚的Ti固溶体层。接头强度最初随保温时间延长增加，但与焊接温度之间没有明显的单调关系。     

SiCP颗粒增强Al基复合材料的瞬间液相连接

采用Ni箔和Cu/Ni/Cu多层箔作中间层在923K进行了SiC颗粒增强铝基复合材料的瞬间液相连接。研究表明,无压连接时,接头强度随保温时间延长有所增高,但界面处会存在纯金属（无增强颗粒）区域和氧化物夹杂,是导致接头强度不高的主要原因。加压TLP连接则能有效改善界面组织和接头性能。采用Cu/Ni/Cu多层箔作中间层加压连接时接头强度可达189．6MPa,约为母材强度的85％。本文对压力的作用和复合材料TLP连接界面特性进行了讨论。     

采用金箔钎焊连接石墨与Hastelloy N合金

采用纯金箔在1 333 K、不同保温时间（1~90 min）下钎焊连接石墨与Hastelloy N合金,研究了保温时间对接头内显微组织及力学性能的影响.结果表明,钎缝组织主要由金基固溶体、镍基固溶体及在其内弥散分布的Mo₂C颗粒组成;近钎缝的Hastelloy N合金内的晶内和晶界位置分别析出细小的Mo₂C及Mo₆Ni₆C颗粒.当保温时间提升至60 min时,抗剪强度随保温时间的延长变化不大;保温90 min后,由于临近钎缝侧的Hastelloy N合金内的晶内和晶界处分别析出大量细小的Mo₂C和Mo₆Ni₆C颗粒形成了类似金属基复合材料组织,使得抗剪强度提高到34.1 MPa,与石墨强度相当.钎焊后接头内形成热膨胀系数梯度过渡结构导致了接头内低的应力水平,获得了高品质接头.文中开展的研究将为熔盐堆的建设提供必要的技术支撑.     

Brazing of Coated Al Foil Filler to AIN CeramicEI北大核心CSCD

The wettabilities of molten metals on ceramics are poor normally. In order to improve the wettability, all existing ceramic brazing methods introduce a compound transition layer formed by the reaction of active metal and ceramic. The transition layer between brazing seam and ceramic however creates negative effect on the properties of brazing joints. Although Al is the scarce metal which can wet some ceramics such as AIN and Al2O without reaction, the difficulty of removing oxide layer on surface prevents it being ceramic brazing filler. This work proposed a kind of coated Al foil filler able to remove its own Al2O3 film and an elevating temperature brazing process to enhance Al/AIN joint strength. Removing Al2O3. film effect of vapor deposited Ni/Al double layer film on Al foil and the effect of brazing temperature on improving joint strength were studied. The results showed that due to buried by Ni/Al double layer film, Al2O3 film on Al foil original surface broken and was swept in Al-1%Ni (atomic fraction) alloy liquid during heating and melting process. As a result, the direct brazing of Al to AIN without interface reaction transition layer was realized. The joint strength was significantly enhanced by elevating brazing temperature. When brazing at 680 degrees C, the joint fractured along the interface between Al seam and AIN and the sheer strength was 79 MPa because of Al liquid not wetting AIN. With the elevating of brazing temperature, the wettability and interface strength of Al/AIN improved. The fracture gradually transferred to brazing seam from interface. The joint strength increased and reached to the maximum value of 146 MPa at 840 degrees C.