TiAl/40Cr感应钎焊接头界面结构及力学性能分析

以Ag-Cu-Ti为钎料对TiAl与40Cr进行了感应钎焊试验。采用扫描电镜、电子探针和X射线能谱分析仪等分析测试手段对界面组织及生成相进行了分析;测试了接头的抗拉强度及界面生成相的显微硬度。结果表明,钎缝处出现了Ti Al3、Ag[s,s]、Ti(Cu,Al)2三种反应相,当钎焊温度为1 143~1 183 K时, 接头的界面结构为TiAl/ TiAl3 /TiAl3 + Ag[s,s]/ Ti(Cu,Al)2 + Ag[s,s] / Ag[s,s] + Ag-Cu共晶相/ 40Cr;当钎焊温度为1 223 K时,接头的界面结构为TiAl / Ti(Cu,Al)2+少量Ag[s,s]/ Ag[s,s] + Ag-Cu共晶相/ 40Cr。在试验所选的工艺参数范围内,最佳规范为连接温度为1 143 K,保温时间为5 min,此时接头的抗拉强度达到267 Mpa。     

Ag-Cu亚稳态合金薄膜的共溅射法制备及其特性研究

采用共溅射法,于不同温度下在玻璃基底上沉积Ag-Cu薄膜。X衍射(XRD)分析表明,当基片温度为100℃和200 ℃时,形成的是Ag-Cu亚稳态合金;而当温度升高到300℃以上时,形成的则是Ag和Cu的分离相。通过X光电子能谱(XPS)法测量不同温度下沉积薄膜的Ag和Cu原子含量比,发现基片加热温度对沉积元素的相对比有一定影响。原子力显微镜(AFM)检测表明,随着加热温度的升高,薄膜表面的粗糙度增加,颗粒尺寸增大。分析认为,在温度较低时,原子热激活能相对较低,不足以发生迁移,形成Ag-Cu亚稳态合金;而当温度较高时,原子热激活能增大,容易发生迁移,此时Ag和Ag、 Cu和Cu各自结合的能量最低,形成Ag和Cu的分离相。     

Al2O3/(Ag72Cu28)97Ti3/Ti-6Al-4V界面反应

在1.8 ks、1 073～1 173 K条件下对Al2O3/(Ag72Cu28)97Ti3/Ti-6Al-4V进行了钎焊试验.通过扫描电镜、波谱、能谱和X射线衍射对界面反应产物进行了测试,确定了界面结构,并讨论了这些反应产物形成的可能性.结果表明,温度小于1 123 K的界面结构为Al2O3/Cu2Ti4O/Cu4Ti3+Cu固溶体/Ag-Cu共晶 + 富Ag相;温度1 173 K的界面结构为Al2O3/Cu3TiO5 + CuAl2O4/Cu4Ti3/富Ag相+ Cu4Ti3.     

真空紫外Al/MgF_2反射镜

采用三步热舟蒸发制作法研制了真空紫外Al/MgF2反射镜,研究了改善制备工艺有效提升反射率的方法。在两层Al/MgF2反射镜制备过程中,第一步在室温石英基板上快速蒸发厚约70nm的铝膜;第二步在铝膜表面迅速蒸发厚约10nm的MgF2;第三步先对基板加热到一定温度后,再在Al+MgF2的表面上蒸发15~20nm厚的MgF2。通过调整基板温度(室温、100℃、200℃和300℃),研究了基板温度对Al/MgF2反射率的影响。真空紫外反射率计测试结果表明:第二步蒸镀MgF2之后增加基板温度有利于提高反射镜的反射率;MgF2薄膜的厚度对反射镜的反射率起到一定的调制作用,MgF2厚为26.7nm的反射镜在122nm处的反射率达85%。在实验室环境下存放1个月和5个月后,反射镜的反射率没有变化。研究结果为真空紫外光学系统需求的高性能光学元件的研制提供了技术基础。     

膜厚均匀性函数的分析

为了解决膜层层数在一百多层以上的膜系在镀制过程中所必然存在的膜厚均匀性问题,定义了一个与镀膜机的结构参数、工艺参数以及基片几何参数均有关系的均匀性函数。以APS1104镀膜机为实验对象,针对多腔窄带滤光片膜系,根据此函数分析了镀膜机镀制较多层数薄膜时,其膜层厚度沿基片径向的变化规律,确定了影响膜厚均匀性的多种因素,解释了镀制多腔窄带滤光片薄膜成品率低的原因。实验结果证实了分析的正确性。     

脉冲真空电弧离子镀发射特性的测量

通过大量工艺实验 ,镀制了改变脉冲真空电弧离子源电源参数 (主回路电压 ,脉冲频率 )、基片高度以及磁场等工艺参数的样品 ,选择了一种合适的膜厚测量仪器进行了膜厚分布测量 ,获得了离子源各种工艺参数对其发射特性影响的曲线     

新的无氰镀锌工艺

本工艺是采用一种无机物R作络合剂,此络合剂与Zn~(2 )形成一种稳定常数K_1(1.5×10~(18)),比有氰镀锌中的〔Zn(CN)_4〕~(4-)的稳定常数K_2(1×10~(16.89)还要大的络离子。这种络离子在阴极上放电时,要经过多步骤的前置转化过程,因此,提高Zn~(2 )在阴极上放电的极化作用,从而改善了镀液工艺性能,提高了镀层质量。本工艺1984     

脉冲真空电弧离子镀发射特性的测量

通过大量工艺实验,镀制了改变脉冲真空电弧离子源电源参数(主回路电压,脉冲频率)、基片高度以及磁场等工艺参数的样品,选择了一种合适的膜厚测量仪器进行了膜厚分布测量,获得了离子源各种工艺参数对其发射特性影响的曲线.     

脉冲真空电弧离子镀发射特性的测量

通过大量工艺实验,镀制了改变脉冲真空电弧离子源电源参数(主回路电压,脉冲频率)、基片高度以及磁场等工艺参数的样品,选择了一种合适的膜厚测量仪器进行了膜厚分布测量,获得了离子源各种工艺参数对其发射特性影响的曲线.     

Mg,Ag,Si掺杂AlCu3合金的电子结构与力学性能

采用第一性原理计算方法研究了AlCu₃合金及Mg、Ag、Si在Al位或Cu位通过取代掺杂方式形成的Al₇Cu₂₄X和Al₈Cu₂₃X(X=Mg,Ag,Si)合金体系的结构稳定性、电子结构和力学性能。Mg、Ag、Si倾向于在Cu位进行取代掺杂，对AlCu₃合金晶体几何结构影响较小，Al₇Cu₂₄X和Al₈Cu₂₃X(X=Mg,Ag,Si)体系具有很好的热力学稳定性和机械稳定性。态密度和差分电荷密度计算结果表明，Al₇Cu₂₄X和Al₈Cu₂₃X(X=Mg,Ag,Si)掺杂体系仍然保持明显的AlCu₃合金特征，Cu3d价电子轨道对Al₇Cu₂₄X和Al₈Cu₂₃X(X=Mg,Ag...     

Al-Ag-Cu-Ti反应扩散连接SiCp/2009Al复合材料的工艺研究

采用Al-Ag-Cu-Ti中间夹层,在真空条件下对SiCp/2009Al复合材料进行了反应扩散连接研究。通过正交试验设计得到了最佳的连接工艺为:连接温度550℃,保温时间60min,压力2×10-3MPa,Ti含量为3wt%。力学性能试验结果表明,采用该工艺得到的接头剪切强度可达120MPa。对连接区进行SEM、XRD和EMPA分析表明,连接区生成了Ag2Al、Al2Cu、Al3Ti、Al3Cu Ti金属间化合物,少量的金属间化合物能起到有效增强接头连接区的作用,和母材的力学性能相匹配,提高连接接头的综合性能。     

Ag-CuO钎料空气反应钎焊AlN陶瓷接头组织及性能

采用Ag-Cu O钎料实现了Al N陶瓷与自身的空气反应钎焊。研究了Cu O含量、钎焊温度和预氧化温度对界面组织及力学性能的影响规律,分析了连接机理。当钎料成分为Ag-6 mol%Cu O,在1000℃/5 min的钎焊参数下,Al N/Ag-Cu O/Al N接头可获得最高的抗剪切强度为13.9 MPa。采用SEM、EDS及XRD对其接头界面显微组织、断口形貌及成分进行了分析。典型接头界面组织结构为Al N/Cu Al_2O_4/Cu O/Al N+Ag+Cu O/Cu O/Cu Al_2O_4/Al N。然而,在该条件下无法获得无缺陷的接头。为了降低残余热应力获得无缺陷的接头,对Al N陶瓷采用预氧化处理,在Al N陶瓷表面形成一层Al_2O_3层。当预氧化参数为1 000℃/5 h时,Al N陶瓷表面的Al_2O_3层厚度约为10μm。采用成分为Ag-6 mol%Cu O的钎料,在1 000℃/5min的钎焊参数下,对预氧化后的Al N陶瓷进行连接,获得了无缺陷的接头,接头典型界面显微组织为Al N/Al_2O_3/Cu Al_2O_4/Cu O/Ag+Al_2O_3/Cu O/Cu Al_2O_4/Al_2O_3/Al N。接头的抗剪切强度最高为22.6 MPa,与未氧化的Al N陶瓷接头相比提升了62.6%。接头进行抗剪切测试时,断面主要出现在Al N陶瓷母材。     

La_2Co_xCu_(1-x)O_4(x=0～0.5)氧敏性能研究

将La2CoxCu1-xO4(x=0~0.5)复合氧化物做成了厚膜型气敏器件,研究了烧结温度、膜厚对材料氧敏性能的影响,结果表明:800℃烧结、膜厚为80μm时所制得的厚膜型La2Co0.1Cu0.9O4在400~700℃测试区间内的氧敏性能最优,在400℃时的灵敏度最大,可以达到6。     

直流辉光放电质谱法测定氧化铝中的杂质元素

为了探索采用直流辉光放电质谱法(dc-GDMS)测定非导体样品中的杂质含量,建立了dc-GDMS法测定α-Al₂O₃粉末中杂质元素的方法。以Cu粉作为导电介质,与α-Al₂O₃粉末混合均匀,压片,考察辉光放电条件（放电电流、放电气体流量、离子源温度）和压片条件（两种粉末的混合比例、压片机压力等因素）对放电稳定性和灵敏度的影响,同时优化了实验条件。尝试将Al、O、Cu的总信号归一化进行计算,并用差减法计算了Al₂O₃粉末中的杂质含量。方法精密度在54%以内,元素检出限为0.005~0.57 μg/g。该方法的测定结果与直流电弧发射光谱法的测定结果基本吻合。     

铠装碳化硅热敏电阻的堆内试验

在反应堆内对铠装碳化硅单晶热敏电阻的阻值——温度特性进行了试验。在γ为5.0×10~7伦琴,热中子积分通量为2.9×10~(14)中子/厘米~2和快中子(能量≥1兆电子伏)积分通量为5.8×10~(12)中子/厘米~2的累积通量范围内,阻值——温度特性不随辐照通量而变化.它可在反应堆工程中使用。     

不同稀土元素掺杂对YBa2Cu3O7-δ氧传感器性能的影响比较

为验证稀土元素掺杂对YBa2Cu3O7-δ作为氧传感器气敏材料性能的影响,在Al2O3衬底上制备了3种不同稀土元素掺杂的YBa2Cu3O7-δ厚膜,然后对3种厚膜在不同气氛变换时电阻随时间的变化关系及其电学特性进行比较,发现3种厚膜的各组样品仍然表现出YBCO的基本性质,其中Y0.95La0.05Ba2Cu3O7-δ样品表现出较高的灵敏度和较短的恢复时间,是替代 YBa2Cu3O7-δ作为氧传感器新的理想材料.     

反光板用无氰酸性镀银

经过许多予实验可如在硝酸银—硫代硫酸钠酸性镀液中添加ZV—19添加剂,在一定的电解条件下(PH4.2～4.6,温度10～25℃电流密度0.4～1.6A/dm~2,电镀时间10～15min,机械搅拌),可以获得良好的镜面光泽银镀层。认为镀液是由于焦亚硫酸钠的同离子效应而稳定。在镀液中银离子与硫代硫酸根离子反应而主要生成[Ag(S_2O_3)_2]~(3-)络阴离子。本文在开发新的镀银液的同时也研究了电解条件、镀层的性能等。     

PC光学树脂计量圆光栅的制作

为了解决目前计量圆光栅的玻璃基片无法适应振动强度大、冲击力强等恶劣环境的问题,提出了采取新型材料聚碳酸酯(PC)来替代玻璃作为计量圆光栅制作基片的方法。分析了PC光学树脂的透光特性、耐热性和耐化学性能,给出了清洗PC的具体配方;结合现有光刻复制工艺,研制出先胶后铬的新型复制工艺;最后,以PC作为计量圆光栅基片,在蒸镀真空度为1.2×10-3Pa,蒸发距离为150mm的条件下,采用蒸发源质量控制膜厚的镀铬工艺参数,制作出了PC光学树脂基片的计量圆光栅。在45×显微镜下观察光栅线条,结果显示,线条陡直,无龟裂,表明该新型工艺可行,工艺参数正确,为进一步研制以PC光学树脂计量圆光栅为核心元件的精密测角仪器等提供了试验基础。     

自支撑Cu/Zr纳米多层膜的制备研究

自支撑纳米多层膜可用作轻型反射镜面材料,自支撑薄膜的制备技术是目前应用中存在的主要问题之一。利用磁控溅射方法在抛光石英玻璃基片上复制了直径70mm厚约100μm自支撑Cu/Zr纳米多层膜,使用显微硬度计、表面轮廓仪分析了自支撑薄膜的力学性能和表面粗糙度。研究结果表明:自支撑Cu/Zr纳米多层膜面密度0.5kg/m2,显微硬度5.7GPa,屈服强度1562MPa,复制面表面粗糙度1.33~1.93nm。复制的自支撑薄膜具有优异的力学及表面性能。     

采用(Ti/Ni/Cu)_f多层箔钎焊C/C复合材料与TiAl合金

采用(Ti/Ni/Cu)_f多层箔状钎料进行C/C复合材料与TiAl合金的钎焊,实现了良好的界面结合,保证了接头的高温力学性能。研究结果表明:钎焊过程中,首先在Ti/Ni界面处接触反应形成低熔共晶液相,Cu元素的溶解促进了钎料的完全熔化和扩散,接头组织一般为C/C/TiC/Al_2(Cu,Ni)Ti_3C/Ti(Cu,Ni)+Al(Cu,Ni)_2Ti/Al(Cu,Ni)Ti+Ti_3Al/TiAl,Ti(Cu,Ni)基体相和球状弥散分布的Al(Cu,Ni)_2Ti相是钎缝的主要组成部分。当钎焊温度较低或者保温时间较短时,由于钎缝中生成了大量的脆性Ti2Ni相,降低了接头的力学性能;当钎焊温度较高或保温时间较长时,C/C复合材料母材界面处开裂,且TiC层从母材脱落,也削弱了接头的抗剪强度。当钎焊温度为980℃,保温时间为10 min时,C/C复合材料与TiAl合金的接头室温抗剪强度达到最大值18 MPa,600℃时接头的高温抗剪强度达到22 MPa。