SiCp/6061Al金属基复合材料激光焊接研究

采用高能ＣＯ_２激光束对 ＳｉＣ颗粒增强 ６０６１铝基复合材料 ＳｉＣｐ／６０６１ＡＩＭＭＣ进行激光焊接、研究激光焊接工艺参数及填充材料对焊缝显微组织的影响。结果表明,对 ＳｉＣｐ／６０６１Ａｌ复合材料进行激光焊接,可以获得气孔很少、质量较高的焊接接头,但在激光直接熔化焊接焊缝中形成针状Ａｌ_４Ｃ_３脆性相,脆性相Ａｌ_４Ｃ_３的数量与尺寸随激光束功率密度增加而增大,随焊接速度增大而减少。激光焊接时加入０．３ｍｍ厚的金属钛片作为填充材料,在焊缝中形成ＴｉＣ增强相,从而抑制了脆性相Ａｌ_４Ｃ_３的形成。     

SiCp/6061Al复合材料激光表面熔化及合金化显微组织与耐蚀性

为提高颗粒增强铝基复合材料耐蚀性，对ＳｉＣｐ／６０６１Ａｌ复合材料进行激光表面熔化和激光表面合金化。结果表明：激光表面熔化后，因熔化层中形成大量耐蚀性低的针状Ａｌ_４Ｃ_３相及Ａｌ_４ＳｉＣ相而使激光表面熔化层耐蚀性降低，以Ｎｉ－Ｃｒ－Ｂ粉末为原料对ＳｉＣｐ／６０６１Ａｌ复合材料进行激光表面合金化后，合金层耐蚀性明显提高。     

厚板高功率激光切割重铸层微观组织研究

本文研究了18 mm厚316L不锈钢激光切割重铸层宏微观成形特征,基于扫描电镜和电子背散射衍射仪,分析了重铸层表面和截面晶粒的形态和尺寸。结果表明：重铸层表面的Fe元素少量蒸发,从上部到下部重铸层表面由紊流向层流转变,厚度逐渐增大,组织呈现为分层的针状晶形态;对于晶体取向,切缝顶部晶粒的外延生长比例低于底部,前者生长方向的随机分布由熔体紊流引起,后者的外延生长由熔体层流引起;母材中的γ相为等轴晶形态,δ相呈带状分布;重铸层中γ相的晶粒形态不规则,粗化至母材的2倍左右,而δ相则弥散分布,细化至母材中δ相尺寸的1/6～1/2;组织转变的原因是激光切割过程中极大的温度梯度大幅缩短了δ相形成温度的持续时间,同时,熔体扰动促使δ相弥散分布。     

电子封装用SiCp/Al复合材料的研究现状及展望

电子封装技术的快速发展对封装材料的性能提出了更为严格的要求。文章介绍了电子封装用SiCp/Al复合材料的研究现状和进展,讨论了其制备工艺和性能。文中着重介绍了空气气氛下的无压自浸渗制备方法,并进一步提出了SiCp/Al复合材料存在的主要问题以及今后的研究方向。     

热循环对SiCp/Al复合材料性能影响的研究

SiCp/Al复合材料具有可调的热膨胀系数(CTE)、高热导率、低密度和良好的尺寸稳定性等优异性能,广泛应用于航空航天、军用电子等封装领域,由于SiCp/Al复合材料制成的组件工作环境较为苛刻,温度变化对其影响值得探讨。文章研究了热循环对SiCp/Al复合材料的CTE、热导率和弯曲强度的影响,并对其热膨胀行为作了分析。实验结果表明,热循环能有效降低SiCp/Al中的热残余应力,其热性能比铸态明显改善,弯曲强度有所降低;在低温阶段,经退火处理和退火处理+热循环处理后SiCp/Al的CTE基本重合,在高温阶段,经退火处理+热循环处理后的SiCp/Al具有更低的CTE。     

SiCp/2024Al基复合材料的界面行为

采用真空热压烧结工艺在580℃下制备了35%(体积分数)SiCp/2024铝基复合材料,利用透射电镜(TEM)、能谱(EDS)、高分辨透射电镜(HRTEM)对复合材料中SiC/Al,合金相/Al的界面结构进行了表征,研究了增强体SiC和基体Al以及热处理前后合金相与基体Al的界面类型,取向结合机制。结果表明,SiC/Al界面清晰平滑,无界面反应物和颗粒溶解现象,也无空洞缺陷。SiC/Al界面类型包括非晶层界面和干净界面。干净界面中SiC和Al之间没有固定或优先的取向关系,取向结合机制为紧密的原子匹配形成的半共格界面。热压烧结所得复合材料中的合金相以Al4Cu9为主,与基体Al的界面为不共格界面,热处理后,合金相Al2Cu弥散分布于基体中,与基体Al的界面为错配度较小的半共格界面。     

碳纤维复合材料皮秒激光切割工艺研究

为了研究100W皮秒激光对碳纤维复合材料（CFRP）切割工艺,采用单因素实验方法,进行了理论分析和实验验证,得到了平均功率、重复频率、扫描速率、扫描次数对热影响区及扫描深度的影响规律,并对1.5mm厚碳纤维复合材料板进行了切割实验。结果表明,选取平均功率为60W、重复频率为0.4MHz、扫描速率为10m/s、轨迹重复扫描20次、切缝上表面宽为350μm等适当参量时,得到的直线切缝和圆形切孔的热影响区极小。这为皮秒激光切割CFRP的进一步研究与工业应用提供了参考。     

SiCp/ZC71镁基复合材料激光焊工艺研究

采用Nd:YAG激光器,对SiCp/ZC71镁基复合材料焊接工艺进行了分析研究.对各种焊接参数的影响做了研究,获得较好的工艺参数范围.结果表明,激光焊接过程中,激光功率、焊接速度、脉冲频率等参数的变化,均能对焊缝性能产生显著影响.     

电子封装用低膨胀高导热SiCp/Al复合材料研究进展

随着微电子技术及半导体技术的快速发展,高封装密度对材料提出了更高的要求.SiCp/Al复合材料具有低膨胀系数、高导热率、低密度等优异的综合性能,受到了广泛的关注.作为电子封装材料,SiCp/Al复合材料已经在航空航天、光学、仪表等现代技术领域取得了实际的应用.文章介绍了SiC颗粒增强铝基复合材料的研究现状,详细阐述并比较了几种常用的制备方法,包括粉末冶金法、喷射沉积法、搅拌铸造法、无压渗透法、压力铸造法等,进一步分析了各种方法的优缺点,并在此基础上展望了未来研究和发展的方向.     

飞秒激光加工SiC/SiC复合材料厚板的孔型特征研究

为了探究飞秒激光加工SiC/SiC复合材料厚板的孔型特征, 采用光束同心圆填充扫描方式对厚度为4mm的SiC/SiC复合材料进行制孔实验, 分析了飞秒激光加工参数对入口直径、孔深、锥度等孔型特征的影响规律和影响机理。结果表明, 脉冲能量、重复频率、线重合度以及扫描速率对小孔入口直径影响较小, 但对孔深和锥度影响较大; 上述实验参数与光束扫描面积内的能量密度密切相关, 小孔锥度随能量密度增大而减小, 小孔深度则反之; 当采用最大脉冲能量130μJ、最大重复频率100kHz、最小扫描速率100mm/s、最大线重合度77%以及最小进给量0.1mm时, 小孔锥度达到最小值12.38°; 上层材料对光束的遮挡以及排屑困难导致深孔加工锥度不易控制。该研究可以为今后SiC/SiC超快激光制孔应用提供参考。     

Al/B4C复合粉末激光多层熔覆的研究

采用激光熔化同步输送的Al/B_4C复合粉末,在45#钢基体上制得Al/B_4C多层熔覆层,其组织致密均匀,B_4C颗粒大部分已分解,有两种针状相生成并均匀分布在铝基体上,经分析可知是Al_4C_3及AlB_(12)C_2。熔覆层具有较高的硬度。     

SiC p／Al复合材料镀金工艺研究

对SiC体积分数高达60％以上的SiCp／A l金属基复合材料进行镀金工艺实验,工艺分步实施化学镀镍、热处理、电镀镍、电镀金步骤,得到的镀层表面光滑平整,没有明显的结瘤和夹杂,与基材的结合力强。该工艺作为SiC p／A l可焊性表面处理技术之一,兼具可接触导通、良好的焊接性能、能兼容各种助焊剂,对于铝基复合材料表面处理具有十分重要意义。     

激光参量对血管支架重铸层及热影响区的影响

为了探究光纤微秒激光加工中关键工艺参量对心血管支架重铸层和热影响区的形成机理及变化趋势, 采用了基于不同单因素参量下光纤微秒激光切割316L医用不锈钢的实验方法。通过进行理论分析和实验验证, 得到了单因素参量下316L心血管支架的实物模型及其热影响区及重铸层的检测数据。结果表明, 重铸层厚度主要受脉冲宽度及激光功率影响, 随脉冲宽度和脉冲功率的增大而增大, 当脉宽为20μs时, 最小重铸层厚度为3.0μm; 热影响区厚度与脉冲宽度、脉冲频率、激光功率、切割速率有关, 即随脉冲宽度及脉冲频率的增大而增大, 随功率的增大先增大后减小, 随切割速率的增大先减小后增大, 当脉冲频率为5000Hz时, 最小热影响区厚度为0.2μm。通过研究316L心血管支架重铸层及热影响区的形成机理及变化趋势, 为后续的正交实验及抛光实验奠定了基础。     

SiCp/Al复合材料在电子封装应用中的基础研究

采用挤压铸造方法,制备了高体积分数的SiC增强铝基复合材料。经扫描电镜分析,复合材料颗粒分布均匀,材料组织致密。通过改变铝合金成分与SiC含量,SiCp/Al复合材料材料热膨胀系数介于(6.9~9.7)106℃1之间可调,热导率大于120 W/(m·℃),材料的比强度、比模量高。对材料表面涂覆性能进行了可行性研究,得到了实用的Ni和Cu镀层。     

IF钢表面激光熔覆Co基合金/SiCp涂层的研究

采用5kWCO2激光器在IF钢表面激光熔覆CoCrWNiSi合金/SiCp陶瓷涂层。利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪分析了熔覆层的相结构和凝固组织特征。对熔覆层的耐磨性进行了试验。结果表明,熔覆层细小均匀,与基体搭接处为平面、胞状晶,表层为细密的枝晶。熔覆层的相结构为γ-Co及Si2W,CoWSi,Cr3Si,CoSi2等相。SiC的加入提高了熔覆层的耐磨性。     

激光制备SiCp/Al复合材料组织研究

采用激光粒子注入／熔覆方法制备了SiCp／Al颗粒增强表面材料，所用的材料为绿色的SiCp粉末．基体为LY12铝材。激光功率为1000-1200W，速度为3．0mm／s。送粉量为5～10g／min。采用扫描电镜(SEM)，能谱仪器(EDX)和X射线衍射仪(XRD)研究了SiCp／Al复合表面层结构。结果发现其主要相为SiCp和Al．并含有少量的Al4SiC4和Si。SiC颗粒均匀分布于Al基体中。激光层中的SiCp粒子具有3C，6H和5H三种晶形，其中3C和6H为SiCp的两种原始晶形，并发现了激光作用下新产生的5H晶形。     

Al2O3陶瓷YAG激光切割重铸层的研究

针对激光切割陶瓷产生的重铸层和裂纹,设计了超音速喷嘴,采用侧吹高速辅助气流与同轴切割气流复合技术,研究了激光加工工艺参数对重铸层及裂纹的影响规律,开发了获得最小重铸层厚度和裂纹长度的高效率激光切割方法     

深孔激光加工研究

研究了深孔形成的物理过程,提出了一种新型的深孔加工的激光脉冲波形,用光锥方程和能量平衡关系式推导出孔深、孔径及有关激光参数,与实验结果基本相符。