电积锌用Al/Pb-Ag复合阳极的制备及电化学性能

为了提高电积锌用阳极的性能和寿命,采用电沉积法在铝板表面制备了Al/Pb-0.8％ Ag复合电极,并对其进行了阳极极化.通过阳极极化曲线、Tafel曲线和交流阻抗谱分析了Al/Pb-0.8％Ag复合电极的腐蚀电化学性能;采用扫描电镜分析复合电极形貌,采用能谱仪分析其成分,采用X射线衍射仪分析其相结构.结果表明:Al/Pb-0.8％Ag电极中Ag分布均匀,铝基体和镍过渡层之间以及镍过渡层和铅银合金之间结合紧密;与传统Pb-0.8％Ag电极相比,Al/Pb-0.8％ Ag电极作电解锌阳极具有较高的耐腐蚀性和电催化活性.     

聚合物材料表面原子氧防护技术的研究进展

聚合物材料具有质量轻、强度高等优点, 常被用作航天器表面的复合结构基材。原子氧是低地球轨道空间中成分含量最高的粒子之一, 对暴露在航天器表面的聚合物材料易形成大通量、高能量轰击, 造成其表面氧化侵蚀和质量损失, 使聚合物材料的性能发生不同程度的衰退, 也是导致航天器件可靠性降低、工作寿命缩短的主要环境因素。本文对当前国内外通用的几种聚合物材料表面原子氧防护技术进行了整理归纳, 其中表面化学改性方法结合了体材改性和常用防护涂层的优点, 得到的有机/无机复合改性防护层具有较好的综合防护性能。文中分析了近年来由计算模拟法开展原子氧与表面防护材料相关作用机理的研究, 指出采用计算模拟结合试验的研究方法, 有可能从本质上揭示复合改性层与原子氧的作用机理, 从而促进原子氧防护材料与防护技术的研究发展。     

Ag颗粒增强复合钎料钎焊接头蠕变断裂及强化机理研究

测定了不同应力和温度下Ag颗粒增强复合钎料及基体钎料63Sn37Pb钎焊接头蠕变寿命,分析了Ag颗粒增强复合钎料及基体钎料钎焊接头蠕变断裂机理.表明:Ag颗粒增强复合钎料钎焊接头蠕变寿命优于基体钎料;Ag颗粒表面Ag-Sn金属间化合物形成及Ag颗粒对富Pb层阻碍作用是复合钎料钎焊接头蠕变性能提高的主要因素;钎焊接头Cu基板上一薄层富Pb相区形成是蠕变裂纹主要原因.     

钼铜扩散焊接接头界面显微组织

采用扩散焊接方法对钼铜异种材料进行了焊接,研究了直接焊接和加镍作为中间层焊接对焊接接头界面显微组织的影响,通过SEM、EDS、EPMA、XRD等测试方法对其显微结构进行了表征.结果表明,直接焊接时,焊接界面结合紧密,Mo、Cu原子之间相互扩散形成扩散层,接头断裂发生在扩散层,由于柯肯达尔效应作用,在铜侧形成少量孔洞,孔洞的存在使焊接接头性能降低;加镍中间层焊接时,接头抗拉强度高于直接焊接时抗拉强度,Mo/Ni和Ni/Cu界面结合紧密,Mo/Ni界面形成固溶体层,接头断裂发生在Mo/Ni界面处,断口呈典型的脆性断裂特征.     

阀控式铅酸蓄电池负极汇流排的腐蚀成因及防护对策

阀控式铅酸蓄电池负极汇流排的腐蚀及脱落是造成电池早期失效的一个重要原因。对早期失效电池负极汇流排的腐蚀形态进行了宏微观分析,对其不同部位(极柱、极群和焊接区)进行了电化学测试。结果表明:在电池浮充条件下负极汇流排处于贫液富氧环境和缺乏足够的阴极保护,形成了汇流排腐蚀的环境;汇流排焊接区的冷却速度与极柱和极群存在显著差异,使焊接区材料的晶粒变为粗大的柱状晶,从而导致其电化学反应活性高于极柱和极群区域,造成其焊接区严重的晶间腐蚀。对此,从3个方面提出了相应的防护对策。     

应用于FED Al/Ag/Al导电复合薄膜的研究

利用Ag的高温抗氧化能力,采用磁控溅射沉积Al/Ag/Al导电复合薄膜,并在480℃下进行热处理。扫描电子显微镜（SEM）和能谱分析（EDS）研究表明磁控溅射的Al/Ag/Al导电复合薄膜表面平整,热处理后表面Al膜生成致密的氧化层。溅射沉积和热处理过程中Ag和Al原子的相互扩散,最后形成富Ag的Ag-Al合金和Ag3Al化合物。Al/Ag/Al导电复合薄膜比Ag/Al复合薄膜的电阻率增大了一个数量级,导电复合薄膜热处理后导电性能更优,电阻率约为19.4×10-6Ω.cm。     

耐高温瞬时液相连接无铅钎焊接头的时效稳定性

通过瞬时液相(TLP)连接的互连工艺,采用Sn4.7Ag1.7Cu+Ag复合钎料,制备Sn4.7Ag1.7Cu+Ag复合钎料/Cu接头.采用SEM观察恒温时效过程中接头的组织,结合EDS对比不同工艺下试样接头组织,并对接头性能进行对比分析.结果表明:随着Ag颗粒含量的增加,Sn4.7Ag1.7Cu+Ag/Cu接头耐高温(300℃)服役性能随之提高;Ag含量为25％(质量分数)时接头在高于基体钎料熔点(217℃)83℃下服役15天未断裂,且抗拉强度为25.74 MPa,达到了低温焊接、高温服役的目的;与Sn4.7Ag1.7Cu/Cu接头相比,随着时效的进行,Sn4.7Ag1.7Cu+Ag复合钎料/Cu接头焊缝组织中残余的Ag颗粒不断溶解,并在接头界面附近产生大量Ag3 Sn化合物,而大量的块状Ag3 Sn化合物可以有效抑制焊缝中Sn元素向Cu基板扩散,达到抑制Cu3 Sn层生长的目的;在200℃服役温度条件下,随着时效的进行,Sn4.7Ag1.7Cu+Ag复合钎料/Cu接头力学性能先下降后上升,然后再下降并趋于稳定,且力学性能稳定性比Sn4.7Ag1.7Cu/Cu接头要好.     

应力对Ag颗粒增强SnCu基复合钎料蠕变性能的影响

使用搭接面积为1mm2的单搭接钎焊接头,研究了恒定温度下应力对Ag颗粒增强SnCu基复合钎料钎焊接头蠕变寿命的影响,结果表明:Ag颗粒增强SnCu基复合钎料的蠕变抗力优于99.3Sn0.7Cu基体钎料;随着应力的增大,复合钎料及其基体钎料钎焊接头的蠕变寿命均呈下降趋势,且应力对复合钎料钎焊接头蠕变寿命的影响比基体钎料明显.     

分散剂对电沉积Ag/C复合层腐蚀性能的影响

为了更系统地研究分散剂对无氰电沉积Ag/C复合层耐蚀性的影响,在以KI为配位剂的无氰电沉积Ag/C镀液中加入石墨粉和自制含羧基分散剂,在铜片表面电镀Ag/C复合层.利用扫描电镜和能谱仪分析了Ag/C复合镀层的表面形貌及成分;通过抗硫化变色性能试验、Tafel极化曲线等研究了分散剂用量对复合镀层在SO2,H2S气体及Na2S,K2SO4溶液中腐蚀特性的影响.结果表明:分散剂最佳用量为5 mL/L,此时石墨在镀液及镀层中分散效果最好,所得镀层也最均匀、细致;镀液中含分散剂时所得Ag/C复合层在H2S,SO2气氛中及Na2S和K2SO4溶液中的抗硫化变色能力均较强.     

SiO_2对MoS_2/酚醛环氧树脂涂层原子氧辐照前后组成与性能的影响

为了有效降低低轨道原子氧辐照对黏结固体润滑涂层摩擦学性能的影响,满足航天器机械运动机构对空间润滑材料高可靠、长寿命的要求,在MoS_2/酚醛环氧树脂涂层中添加六甲基二硅胺烷修饰的SiO_2,制备了复合涂层,并用原子氧地面模拟装置进行辐照.分别采用X射线光电子能谱(XPS)、CSM摩擦磨损试验及扫描电子显微镜(SEM)分析了涂层原子氧辐照前后的化学组成、摩擦磨损性能及磨痕形貌.结果表明:添加SiO_2在一定程度上提高了MoS_2/酚醛环氧树脂涂层的抗原子氧剥蚀和摩擦磨损性能;添加2%SiO_2的涂层在原子氧辐照前后摩擦系数最低,耐磨性能最佳;当SiO_2添加量为1%时,涂层辐照前后的耐磨寿命最长.     

铝基复合材料搅拌摩擦焊搅拌头设计

文中介绍了铝基复合材料搅拌摩擦焊搅拌头材料选择和结构设计方案。根据铝基复合材料复杂的微观和宏观结构,选定钢结硬质合金GT35制造搅拌头,并与选用工具钢制作的普通搅拌头进行对比。对比结果表明,普通搅拌头焊后磨损严重,焊缝质量较差。对搅拌头形状和尺寸进行了设计：最初的“一字凹凸槽”设计存在不同心德患,给加工制造造成困难;后改为分体式搅拌头,采用螺纹连接。采用这种搅拌头能得到表面光滑,宏观形貌良好的接头。     

In-situ formation of layer-like Ag2MoO4 induced by high-temperature oxidation and its effect on the self-lubricating properties of NiCoCrAlYTa/Ag/Mo coatings

Ag-Mo-O ternary oxide has attracted growing attention because of its potential as a solid lubricant at high temperatures.This work designs and prepares NiCoCrAlYTa/Ag/Mo composite coating,performed using high velocity oxy-fuel(HVOF)spraying technology.The environment temperature plays an important role in the microstructure and phases as well as lubricant properties of NiCoCrAlYTa/Ag/Mo coatings.When the environment temperature is above 600C,the outer diffusion and oxidation of Ag and Mo lead to the formation of Ag2MoO4 on the coating surface.Layer-like Ag2MoO4 could form a continuous lubricant film at 800℃and consequently let the composite coating present the best tribological properties.Meanwhile,a small number of hard particles could play a good bearing role during friction and improve the tribological properties of the composite coating.     

碳纤维/聚醚醚酮(PEEK)复合材料拉拔制管工艺设计和模拟

从太空制造角度出发,设计了一种碳纤维/聚醚醚酮(PEEK)预浸复合板料拉拔连续制管工艺.综合考虑了预浸复合板料的供料放卷过程、冲压、拉拔成形工步和超声焊接工序,并创造性的提出了卷曲拉挤成型方式.利用Johnson-Cook和Holzapfel-Gasser-Ogden模型构建了一种以PEEK为基体,以碳纤维编织布为增强体相互叠加的材料模型,通过实验数据确定材料参数.采用商业软件ABAQUS对各工序分步进行了地面条件下的有限元数值模拟,分析了预浸复合材料板材在供料放卷、冲压拉拔成形过程中的应力分布,并采用蔡-希尔最大变形能理论证明了本文设计的放卷模具和卷曲成形模具可以进行连续制管.在焊接过程中,分析了预浸料基体PEEK在焊接区域产生的Mises应力分布,证明了超声波焊接方案对管材表面质量的影响较小.模拟结果表明,所设计的连续拉拔制管工艺能够快速有效地生产出表面良好的管材.仿真结果可为后续复合材料在轨拉拔连续制管的工艺设计和制造提供借鉴.     

Silver diffusion and high-temperature lubrication mechanisms of YSZ–Ag–Mo based nanocomposite coatings

Yttria-stabilized zirconia (YSZ) nanocomposite coatings consisting of silver and molybdenum were produced by a hybrid process of filtered vacuum arc, magnetron sputtering and pulsed laser depositions for tribological investigations at different temperatures. The coatings with 24 at.% Ag and 10 at.% Mo contents showed a friction coefficient of 0.4 or less for all temperatures from 25 to 700 °C. The wear scar surfaces and coating cross-sections were studied using scanning electron, transmission electron, scanning transmission electron and focused ion beam microscopes, which also provided the information on chemical composition distributions of silver and molybdenum along with microstructure features. It was demonstrated that silver diffusion and coalescence on surfaces played an important part in the high-temperature lubrication mechanism of the YSZ–Ag–Mo coatings. Silver was found to be an effective lubricant at temperatures below 500 °C and its coalescence on the surface isolated molybdenum inside coatings from ambient oxygen. Lubricious oxides of molybdenum were formed and lubricated at temperatures above 500 °C when the silver was worn off the contact surface. For silver containment inside the coating at high temperatures, a multilayer architecture was built by inserting a TiN diffusion barrier layer in the composite coatings. Microscopic observations showed that this barrier layer prevented silver exit to the coating surface. At the same time, this enabled a subsequent lateral lubricant supply toward a wear scar location where the diffusion barrier layer was worn through and/or for a next thermal cycle. The multilayer coating maintained a friction coefficient of 0.4 or less for more than 25,000 cycles, while the monolithic coating lasted less than 5000 cycles. In addition, a TiN surface barrier layer with pinholes was deposited on the YSZ–Ag–Mo composite surface to control vertical silver diffusion. With this coating design, the coating wear lifetime was significantly increased beyond 50,000 cycles.     

石墨烯/纳米银复合材料的制备、微结构及其导电性能

将不同比例的氧化石墨烯(GO)和硝酸银混合,采用水合肼一步还原制备石墨烯/纳米银(RGO/Ag)复合材料。采用UV-vis、XRD、FTIR和SEM对RGO/Ag复合材料结构组成进行表征分析,并结合热流量和结构变化研究其构成和热处理工艺对导电性的影响。结果表明:Ag基本以类似球形与石墨烯(RGO)复合;RGO/Ag复合材料的导电性与其构成有很大关系,只有当GO加入量小于50wt%时,Ag含量的提高和热处理工艺的优化可以明显改善复合材料的导电性,其中,GO加入量为16wt%的RGO/Ag片方阻值可达到8mΩ/□;当GO加入量高于50wt%时,复合材料导电性与RGO接近,受Ag含量的提高和热处理工艺优化的影响较小。     

Self-healing interconnects for flexible electronics applications

In this paper, we present the results of a study of self-healing flexible interconnect structures which utilize silver metallization on thin solid electrolyte films. Silver/electrolyte (Ag-Ge-Se) bilayers were fabricated on polyimide substrates and subsequently damaged by small radius bending. A small bias was used to stimulate Ag electrodeposition in the stress-induced cracks, thereby repairing the electrical discontinuity and returning the interconnect to a resistance close to its initial (unbroken) value. The healed structures were shown to be stable for small signal DC and AC conditions but were unable to withstand long periods of increased DC voltage stress due to interconnect erosion by ion migration.     

022Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢的焊接

本文从焊接材料的选择、焊接的准备及焊接施焊过程等方面介绍了022Cr22Ni5Mo3N双相不锈铜的焊接情况,通过对焊接接头的焊后检验分析,证明此焊接工艺方案确实可行,对实际生产中022Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢的焊接具有一定的指导意义。     

镁合金搅拌摩擦焊接工艺参数优化

为了优化镁合金搅拌摩擦焊接工艺参数,对5 mm厚镁合金AZ31B板材的搅拌摩擦焊接技术进行了试验研究,利用SN比实验设计,对镁合金AZ31B搅拌摩擦焊接工艺参数进行了方差分析,优化了搅拌头的材料、结构,最终确定搅拌头的材料为W6Mo5Cr4V2,结构为凹面圆台形.轴肩尺寸为12 mm.探针的根部直径为5.5 mm,端部直径为2.5 mm,长度为4.7 mm.获得镁合金AZ31B搅拌摩擦焊的工艺参数显著性顺序为旋转速度、横向速度和压力;确定了镁合金AZ31B搅拌摩擦焊的最优工艺参数为1500 r/min、47.5 mm/min、3kN.     

新型复合支撑体共烧制备致密La0.7Ca0.3Cr0.97O3-δ连接体薄膜

为了解决固体氧化物燃料电池(SOFC)陶瓷连接材料的低成本制备难题,设计了与LaCrO3基连接材料和Ni基阳极均具有良好烧结匹配性能的新型复合材料NiO/La0.7Ca0.3Cr0.97O3δ(LCC97)作为管式SOFC的支撑体.详细研究了NiO含量(5wt%、25wt%、50wt%、75wt%)对复合支撑体的烧结性能、微观组织、孔隙率、电导性能、热膨胀系数等的影响,结果表明:LCC97与NiO具有优良的烧结和化学匹配性能,NiO/LCC97(1:1,wt%)具有最优的综合性能.以其为支撑体,采用浆料浸渍法制备LCC97湿膜,1400℃空气条件下共烧,获得了致密LCC97连接材料薄膜.     

真空电子束焊接技术应用研究现状

简要概括了真空电子束焊接技术在不同材料连接方面的应用现状及研究发展动态,包括铝及其合金、钢铁材料、铜及铜合金、钛及钛合金、难熔金属钨/钽/铌/钼及其合金、金属间化合物及复合材料电子束焊接的发展现状。针对电子束焊接技术,简述了国内外学者已取得的部分研究成果,包括工艺试验、组织分析、数值模拟和力学性能等;分析了目前电子束焊接技术在材料连接方面还存在的问题,并展望了电子束焊接技术应向高温新型结构材料、异种材料、功能复合材料等方向发展,丰富了连接过程中的理论基础,揭示了工艺与组织及性能的对应关系,扩展了电子束焊接技术的应用领域。