活性钎焊法连接碳化硅陶瓷的连接强度和微观结构

采用三元Ag-Cu-Ti活性焊料连接常压烧结碳化硅陶瓷,研究了反应温度、保温时间等钎焊工艺对碳化硅陶瓷连接强度的影响,分析了连接界面的微观结构和反应产物. 实验结果表明,在实验范围内,钎焊温度和保温时间对碳化硅陶瓷的连接强度均有峰值,四点弯曲强度最高达到342MPa,随着钎焊温度的升高,界面反应层厚度增加,连接强度提高,但过高的钎焊温度引起焊料的挥发而使连接强度下降. 焊料中的活性元素Ti与碳化硅发生反应在连接界面形成均匀致密的反应层,反应层厚度约1μm,XRD和EDX能谱分析结果表明反应产物是TiC和Ti₅Si₃.     

感应加热在铸旋铝合金车轮中的应用

目的提升铸旋铝合金车轮的制造技术,探索铸旋车轮的制造短流程工艺。方法采用感应加热的方式取代传统工业炉对毛坯加热,并进行了试验研究。从感应加热理论、室温和200℃毛坯加热后的温度变化、旋压后的毛坯组织和机械性能方面进行了详细的分析。结果旋压后车轮的屈服强度能够达到180 MPa,抗拉强度能够达到280 MPa以上,温度能够满足目前360~400℃的旋压工艺需求。结论为今后实现铸旋铝合金车轮的制造短流程和工艺规划提供了重要参考。     

采用Ag-Cu-In-Ti焊料连接碳化硅陶瓷

采用四元Ag-Cu-In-Ti焊料成功地连接了常压烧结SiC陶瓷. 研究了钎焊温度和保温时间对碳化硅连接强度的影响, 同时通过EPMA和TEM分析连接界面的微观结构, 并且探讨了连接的原理. 试验结果表明, 在700～780℃试验温度范围内, 碳化硅的连接强度存在峰值, 最高四点弯曲强度达到了234MPa, 但是连接强度随着保温时间的增加呈现单调下降趋势. 接头微观结构由基体SiC、反应层和焊料三部分组成, 连续致密的反应层紧密连接基体和焊料, 反应层由带状层、TiC层和Ti5Si3层组成, 带状层宽度约20nm, 由Ag、In、Si和少量的Ti、Cu组成. 元素线扫描结果显示焊料中的活性元素Ti含量在反应层内形成峰值, 活性元素Ti与SiC发生反应生成新的反应层是连接的主要因素.     

AlN与Mo-Ni-Cu活性封接的微观结构和性能分析

AlN陶瓷是一种性能优良的电子封装材料,但不容易与金属直接连接在一起.实验采用98（Ag28Cu）2Ti活性焊料, 在真空条件下实现了AlN陶瓷与Mo Ni Cu合金的活性封接.利用EBSD、EDS、XRD方法研究了焊接区域以及剪切试样断裂表面的微观结构和相组成,测定了焊区的力学性能和气密性.研究结果显示：在AlN陶瓷界面上有TiN生成,说明陶瓷与焊料之间是一种化学键合,而在Mo Ni Cu合金的界面上有少量的Ni Ti金属间化合物存在.剪切后试样的断裂面上有TiN和AlN,说明断裂发生在靠近陶瓷的焊层区域.焊接试样性能优良：气密性达到1.0×10^-11Pa·m³/s,平均抗弯强度σ_ｂ=78.55MPa,剪切强度σ_τ=189.58MPa.     

60Si2Mn钢壳体裂纹原因分析

目的查找某产品60Si2Mn钢关键零部件壳体,在冲压工序和超声波水浸探伤工序中,壳体底部存在裂纹疵病的原因。方法通过疵病部位宏观和微观观察、金相组织检查和验证试验等,检查壳体裂纹性质和原因。结论生产该壳体的原材料存在严重偏析现象,使壳体在热加工加热时,组织向奥氏体转变过程也产生差异,由于感应加热的时间相对较快,且感应加热时,钢材内外受感应磁场电流的不同大小的影响,内外组织变化产生不均匀性,导致在冲压过程中变形不一致,是壳体底部裂纹产生的原因。采取对壳体放慢加速度,局部回火改为整体退火等措施,能有效控制裂纹的产生。经过500发生产验证,结果未发现裂纹疵病产生。     

RFID 电子标签 Inlay封装工艺参数优化试验

目的研究RFID标签Inlay封装工艺对标签质量的影响。方法主要讨论Inlay封装过程中的点胶工艺、拾晶工艺、热压固化工艺等对封装质量的影响,着重研究热压固化工艺参数对封装质量的影响,主要因素有热压应力、热压温度、热压时间等,热压应力设定为3,3.5,4 MPa,上下加热头的热压温度设定为160/150℃,170/160℃,180/170℃,热压时间设定为10,12,14 s,建立三因素三水平的正交试验做对比。结果在电阻、读写情况均正常的情况下,把剪切强度作为评价指标,发现不同组合的封装参数,剪切力差异很大。结论通过实验对比和分析得出最佳的热压固化封装参数组合:热压应力为3.5MPa,热压温度为180/170℃,热压时间为10s。     

利用银锡共晶键合技术的MEMS压力传感器气密封装

为了提高MEMS压力传感器的气密封装效果,利用银锡(Ag-Sn)焊片共晶键合的方法实现封装.首先介绍了工艺流程,然后利用X射线能谱(EDX)和剪切强度分析对共晶键合的温度和时间参数进行了优化,接着对9组静载荷下的剪切强度、Ag-Sn合金分布和键合层断面做了对比分析,最后做了X光检测、氦泄漏率对比测试及MEMS压力传感器实际效果测试.实验结果表明,在温度为230℃、加热时间为15 min、静载荷范围为0.003 9 MPa～0.007 8 MPa时,MEMS压电传感器的平均剪切强度达到14.22 MPa～18.28 MPa,X光检测无明显空洞,氦泄漏率不超过5×10-4Pa.cm3/s,测试曲线表明线性度较好.     

LOCA条件下包壳材料感应和电阻加热温升行为的对比研究

目的使有限元模拟技术成为一种切实有效的研究方法,进而为高性能反应堆包壳材料的设计以及可能发生的LOCA(Loss of Coolant Accident)事故下的应急措施等提供理论依据。方法基于COMSOL软件模拟分析典型锆合金核材料在LOCA条件下分别经感应加热和电阻加热后的温升行为。结果感应加热条件下,锆材的体积内最高温度、体积平均温度与表面中心点温度的差值随着温度上升逐渐增大,在1200℃瞬时温度下,温度差值最高,约为41℃。电阻加热条件下,锆材的体积内最高温度、体积内中心温度与表面中心点温度在加热的整个阶段近乎重合,最大差值约为3℃;锆材的体积平均温度、表面平均温度与表面中心点温度的差值出现负值,最大差值约为30℃。结论电阻加热和感应加热虽均适用于堆外研究反应堆失水事故下包壳材料所面临的超高温度及超快升温速率的工况模拟,但限于实际工况下电阻加热速率的滞后性,推荐使用感应加热进行后续的模拟研究工作。相关结果可为高性能反应堆包壳材料的设计提供必要的理论依据。     

感应淬火热处理工艺对10CrNi3MoV对称球扁钢力学性能的影响

研究了感应淬火热处理工艺对10CrNi3MoV对称球扁钢力学性能的影响。结果表明,10CrNi3MoV对称球扁钢的淬火温度随着感应淬火轨道频率的提高而显著降低,控制轨道频率7～11 Hz,即可控制球扁钢加热温度840～890℃。感应淬火温度和淬火水量对球扁钢的力学性能存在显著影响,随着感应淬火温度的提高以及淬火水量的降低,腹板部位的屈服强度显著降低,低温韧性变化不明显。二次调质热处理时钢的屈服强度显著降低,应提高钢的奥氏体化温度及奥氏体化均匀程度。感应加热淬火时,高温停留时间短,奥氏体化程度低,淬火后获得了细小的马氏体和贝氏体混合组织,钢的屈服强度较加热炉加热显著提高。     

Na2O-B2O3-SiO2玻璃焊料连接碳化硅陶瓷接口抗热震性能

采用水淬法对以Na₂O-B₂O₃-SiO₂体系玻璃焊料连接的常压烧结碳化硅试条的抗热震性能进行了研究. 对不同温度下淬火后接口以及断面处微观结构进行了比较与分析, 并对比了不同淬火温度以及固定淬火温度为150℃时多次热循环后连接试条的残余弯曲强度. 结果表明, 对于单次淬火, 当淬火温度为150℃时, 由于热应力引起中间层内部微裂纹扩展, 导致残余弯曲强度迅速降低到(152±28) MPa. 淬火温度在150℃~320℃时, 中间层内部裂纹保持在亚临界状态, 相应弯曲强度基本保持在140 MPa. 继续升高淬火温度至420℃时, 裂纹进一步扩展, 试条残余弯曲强度迅速降低至(32±8) MPa. 对于多次热循环, 当淬火温度固定在150℃时, 经多次热循环, 残余弯曲强度与热循环次数变化不明显, 基本保持在120 MPa左右, 这说明在150℃以下淬火, 连接试条具有较好的抗热循环冲击性能.     

回火方式对调质高强度钢组织和性能的影响

为改善高强度钢的塑性和韧性,对同一种低合金高强度钢进行两种不同回火方式的调质处理,淬火+缓慢加热回火的传统调质与淬火+感应加热回火的新调质工艺,分析该工艺对钢的组织与性能的影响.利用扫描电镜和透射电镜观察组织及析出物的变化,采用X射线衍射仪分析了钢中残余奥氏体体积分数.结果表明:两种工艺下,钢的组织均为板条宽300～500 nm左右的马氏体组织,感应加热回火调质工艺处理后,板条组织明显,析出物大多约为20 nm,比传统调质处理后的细小;两种不同热处理工艺均能提高钢的屈服强度.感应加热至500℃回火后试验钢具有16%以上的延伸率,-40℃冲击功达到32 J,优于传统调质工艺处理钢板的综合性能.感应加热回火能获得更多小尺寸析出物和更多的残余奥氏体,有利于改善钢的塑性和韧性.     

Imprinted laminate wafer-level packaging for SAW ID-tags and SAW delay line sensors

We have developed a wafer-level packaging solution for surface acoustic wave devices using imprinted dry film resist (DFR). The packaging process involves the preparation of an imprinted dry film resist that is aligned and laminated to the device wafer and requires one additional lithography step to define the package outline. Two commercial dry film solutions, SU-8 and TMMF, have been evaluated. Compared with traditional ceramic packages, no detectable RF parasitics are introduced by this packaging process. At the same time, the miniature package dimensions allow for wafer-level probing. The packaging process has the great advantage that the cavity formation does not require any sacrificial layer and no liquids, and therefore prevents contamination or stiction of the packaged device. This non-hermetic packaging process is ideal for passive antenna modules using polymer technology for low-cost SAW identification (ID)-tags or lidding in low-temperature cofired ceramic (LTCC) antenna substrates for high-performance wireless sensors. This technique is also applicable to SAW filters and duplexers for module integration in cellular phones using flip-chip mounting and hermetic overcoating.     

Rapid welding of stainless steel wires using ultra-high frequency induction heating

In this study, JIS SUS202 stainless steel wires are rapidly welded by induction heating using a current at a frequency of 2?MHz. The effects of the heating parameters on the mechanical properties and microstructures of the joint are investigated. After induction welding, the main structures in the joint of the 202 stainless steel wires are austenite and ferrite. The amount of ferrite increases by increasing the heating temperature or heating time. Moreover, the tensile strength of the joint is superior for a higher welding temperature.     

真空感应熔炼Nb-16Si-22Ti-2Hf-2Cr-2Al合金经高温热处理后的组织和性能

用真空非自耗电弧熔炼法制备了Nb-16Si-22Ti-2Hf-2Cr-2Al母合金锭, 用Y₂O₃坩埚真空感应熔炼对母合金锭重熔, 浇注在温度梯度约为4 ℃/mm的模壳里, 制备出Φ 60 mm×170 mm铸锭, 研究了1500 ℃/100 h真空热处理后铸锭的组织特征对室温抗拉强度和高温压缩性能的影响。结果表明, 真空感应熔炼Nb-16Si-22Ti-2Hf-2Cr-2Al合金经过1500 ℃/100 h热处理后, 合金锭的组成相为Nb_SS枝晶, Nb₅Si₃层片或不规则颗粒和残留Nb₃Si块。块状Nb₃Si的尺寸越大, 发生完全共析转变需要的时间越长、温度越高。热处理合金锭的室温抗拉强度在208~355 MPa之间, 室温延伸率变化不大, 均小于0.3%。残留的粗大块状Nb₃Si和热处理过程中析出的HfO₂是导致合金锭拉伸性能较低的重要原因。合金锭的高温压缩强度受到组织中硅化物相含量的影响, 压缩强度与硅化物含量成正比。      

316L不锈钢粉末注射成形件的烧结致密化行为

为了控制粉末注射成形零件的最终尺寸精度和力学性能,对316L不锈钢粉末注射成形件的烧结致密化行为进行了试验研究,分析了烧结温度和升温速率对试件致密化行为以及烧结件力学性能的影响.试验结果表明,致密化过程始于1080℃左右,主要在1200～1300℃的升温过程中快速进行,致密化速率随着升温速率的升高而升高.烧结件的抗拉强度、抗弯强度以及延伸率,不但取决于致密化程度,而且与微观结构有关.分析表明,将基于扩散控制和强度控制的烧结理论结合,可以有效地解释316L不锈钢粉末的致密化行为,需在现有的烧结模型中考虑强度影响因素,才能更真实地模拟烧结过程.     

Alumina versus Zirconia Comparative Survey of Thermic Influence During Dental Ceramic Core Manufacturing Process

For dental ceramic restorations, the manufacturing process presumes a high temperature sample heating treatment process, more than 1,000°C for applied aesthetic veneer and glazer. The present study presents and analyzes a comparative survey for two dental ceramics regarding the link between the heating treatment and reported cases of fractures and failure (delamination) of ceramic core. Two different dental ceramics samples were investigated: alumina based ceramic, respectively zirconia based ceramic materials. For zirconia based ceramic, changes concerning monoclinic (M) and tetragonal (T) crystalline phases occur and peak intensity variation from x-ray diffraction patterns are observed during heating process. For alumina based ceramic, the crystalline structure is less affected by the heating process but a different grain size and orientation were noticed during/after heating treatment. Both of them are affecting the strength and fracture toughness of the dental ceramic core.     

Numerical simulation of tensile strength of upset welded joints with experimental verification

Resistance upset welding (UW) is a widely used process for joining metal parts. In this process current, time and upsetting force are three parameters that affect the quality of welded products. This paper considers numerical simulation and experimental investigation of UW process parameters. The investigated parameters include heating and post-weld heating current and their corresponding duration as well as interference of the part features that form the joint. In this study, evaluation of tensile strength of the welded joint with variation of the process parameters is also reported. For numerical analysis, a two-dimensional axisymmetric model using a coupled electro-thermal finite element method is developed to study the thermal behavior of the welded joints. The results of this numerical simulation are used to determine the status of the weldment and therefore evaluate the quality of the weld at the joint. Both numerical and experimental results suggest an optimum set of welding parameters, i.e. time and electrical current that yields a maximum value for the tensile strength of the joint. Also the effects of post-weld heating time and current on the tensile strength are evaluated and show that these parameters have a remarkable effect on improving tensile strength of the weldment.     

不同加热温度对625镍基合金晶间腐蚀性能的影响

为给实际生产提供可靠性解决方案,通过拉伸、硬度试验、金相分析和G28腐蚀性试验,研究了不同加热温度对625镍基合金晶间腐蚀性能的影响。结果表明:随着加热温度的升高,625镍基合金的耐晶间腐蚀性能得到提高;在1 100℃退火热处理时,625镍基合金的强度和耐晶间腐蚀性能指标均能满足产品技术要求。