Al2O3/Cu-Sn-Ti+B钎料/Ti-6Al-4V合金连接的微观结构及力学性能

在Cu-21Sn-12Ti钎料中添加不同质量分数的B粉制备Cu-Sn-Ti＋B复合钎料,然后在钎焊温度910℃保温10 min条件下钎焊Al2O3与Ti-6Al-4V合金。研究了原位生成TiB对Al2O3/Ti-6Al-4V合金接头微观结构及力学性能的影响。接头中原位生成的TiB呈晶须状均匀分布在Ti2Cu上,当采用TiB体积分数低于40%的钎料钎焊Al2O3与Ti-6Al-4V合金时,均可获得连接良好且界面致密的钎焊接头。随接头中TiB的体积分数增加,Ⅱ区中的Ti2（Cu,Al）含量增加,并逐渐变得连续,TiB的分布区Ⅲ范围增宽,Ti-6Al-4V合金向钎料中的溶解量增加。接头的室温抗剪强度随TiB的体积分数增加先上升后下降,当接头中TiB体积分数增至20%时,接头抗剪强度达最大,为70.1MPa。     

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     

PZT压电陶瓷与TC4合金钎焊连接界面结构设计

压电陶瓷由于具有逆压电效应被应用于超声电机的制造中,为克服超声电机制造过程中采用有机物粘接方式出现的接头导电性差、易老化和连接精度低等问题,本工作采用磁控溅射方式对 PZT 压电陶瓷进行表面金属化以提高 PZT 压电陶瓷与 TC4 钛合金之间的焊接性并探究了不同金属化层对钎焊接头微观组织的影响。结果表明：Ag 与母材之间的结合力较差,未焊合位置出现于 Ag 层与母材的结合处。当使用 Ti/Ag 作为金属化层时,由于 Ag 与 Ti 的结合力较差,未焊合易出现于 Ti 与Ag 的结合处。当金属化层为 Ni/Ag 时,Ni 可与钎料形成 Ni—Sn 层,提高接头的连接可靠性。最终确定母材表面金属化层选用复合金属层即母材/Ti/Ni/Ag 结构,并对该连接接头典型微观组织进行了分析。结果表明,该复合金属层可提高金属化层与母材之间的结合力并实现 PZT 陶瓷母材与 TC4 合金之间的有效连接。连接界面微观组织结构为 β-Sn/Ag₃Sn/β-Sn+Ni₃Sn₄/Ni₃Sn+Ni/Ti₂...     

新型导电胶中铜粉表面化学镀纳米银颗粒的导电机理研究

通过讨论集中电阻及邃穿电阻的影响因素来分析覆纳米银铜粉导电胶的导电机理。系统地从理论计算和试验验证两方面考察了导电胶的固化工艺对电性能的影响;考察了所制备的导电胶对铜板的电性能;并对纳米填料对导电胶导电机理影响进行了分析。结果表明随着填料体积分数的增加,填料之间距离越小,相互接触的概率越大。填料之间接触点越多集中电阻越小,当填料相互之间的距离足够小时隧穿电子或场致发射电子才能通过树脂基体。因此填料体积分数只有达到渗流阈值以后,才有优良的导电性;导电填料的形貌主要影响集中电阻的大小。树枝状的覆纳米银铜粉,由于其枝干长,枝杈多,相互搭接的概率大大加大,从而降低了集中电阻;纳米银颗粒主要影响隧穿电阻的大小。纳米银颗粒表面能高,在170～200 ℃即出现熔化现象,为电子跨过势垒,形成隧穿电子提供足够的能量。最后场致发射现象也影响着隧穿电阻的大小。这是由于在导电胶固化连接铜板之后,铜板两端施加电压较高时,在搭接面之间的导电胶中产生较强的均匀电场,产生场致发射现象,增强了导电胶的电性能。     

TiZrNiCu钎焊(Cf-SiCf)/SiBCN与Nb的界面产物及机理分析

采用TiZrNiCu钎料来实现改良的超高温陶瓷（C_f-SiC_f）/SiBCN与金属Nb的钎焊连接,研究了温度、时间对界面组织及力学性能的影响规律,对连接机理进行了分析. 结果表明,在900 ℃/20 min的工艺参数下,（C_f-SiC_f）/SiBCN-Nb接头室温抗剪强度最高达到36 MPa,接头典型的界面结构为Nb/Ti-Nb固溶体/（Ti, Zr）₂（Cu, Ni）/Zr₅Si₃ + Ti₅Si₃/TiC + ZrC/（C_f-SiC_f）/SiBCN. Cu元素在钎焊过程中逐渐从钎料扩散陶瓷母材中,通过与SiC反应生成Cu-Si脆性化合物进一步促进（C_f-SiC_f）/SiBCN陶瓷的分解,同时Cu-Si相是接头断裂路径由钎料层扩展到陶瓷侧的主要原因;保温时间过高时,陶瓷的分解程度增加,接头断裂在陶瓷内部;而温度过高时,固溶体前端与钎料层物相差异增大而引起了贯穿钎料层的裂纹.     

绿色无铅低熔点封接玻璃研究进展

传统的封接玻璃由于含有重金属元素铅,对环境和人类健康有着极大的损害,目前已经被世界各国限制使用或者禁止使用,因此,低熔点封接玻璃的无铅化将会是今后的主要发展方向。本文以低熔点封接玻璃的无铅化为出发点,归纳总结低熔点封接玻璃的主要性能。首先介绍了包括磷酸盐玻璃,钒酸盐、硼酸盐、铋酸盐玻璃在内的低熔点封接玻璃的组成、结构特点、性能以及研究现状。其次,提出了封接玻璃的封接低温化和无铅化的发展方向。最后,针对低熔点封接玻璃研究中存在的不足,对玻璃粉添加颗粒进行复合改性、加强玻璃理论研究、研发制备新工艺,是今后研究应该着力的突破点。     

连续电火花沉积WC-12Co涂层应力场数值模拟

为了对连续电火花沉积WC-12Co涂层的残余应力进行分析,文中运用生死单元技术,设定适当边界条件,建立了连续电火花沉积模型,运用ANSYS有限元分析系统进行数值模拟,得到不同深度残余应力随时间变化曲线. 结果表明,沉积残余应力主要以平行于工件表面方向的应力为主,且最大拉应力出现在涂层表面上. 文中还利用连续电火花沉积模型对工艺参数和残余应力的影响进行了分析,预测了可获得良好涂层界面的最佳工艺参数范围,并通过电火花沉积试验验证了预测结果的正确性.     

液相化学还原法制备纳米银焊膏及其连接性

采用液相化学还原法制备出平均粒径为20~35nm的纳米银,并考察不同温度及PVP用量对纳米银性质的影响。结果表明:当硝酸银与PVP的质量比为1∶4、反应温度为30℃时,纳米银的平均粒径最小,为22.4nm,且其团聚程度最小,粒径分布最佳。在压力10MPa、温度200℃、保温30min的烧结条件下,利用制得的纳米银配制焊膏,连接纯度为99.9%的无氧紫铜板,通过扫描电镜(SEM)观察烧结接头截面形貌,可见烧结界面连接紧密,接头组织有孔隙存在。     

放电等离子体烧结技术在材料连接领域的应用现状

焊接技术的创新发展对推动制造业的升级转型、实现“碳达峰”和“碳中和”目标具有关键性作用. 放电等离子体烧结(spark plasma sintering, SPS)连接作为一种新型、高效和节能的连接方法,近年来在国内外获得了广泛关注,是未来重要的连接技术发展新方向. 对SPS连接的基本形式、原理和特点进行概述,归纳总结了近年来SPS连接在金属、陶瓷和金属/陶瓷异质连接方面取得的最新进展,分析了当前SPS连接研究领域的不足,指明了SPS在材料连接领域应用的发展方向,为中国关键领域核心部件的制造提供了新思路,为新型焊接技术和设备的发展提供了参考.     

超音速等离子喷涂WC-17Co涂层的工艺及性能分析

以低成本压缩空气和丙烷作为工作气体,采用超音速等离子喷涂制备了WC-17Co涂层,研究了喷涂功率对涂层组织、孔隙率和相组成的影响,测试了涂层的抗压性和耐磨性.结果表明,喷涂功率显著影响粉末的熔化和脱碳程度,功率过小时,WC颗粒熔化程度低;功率过大时,WC严重脱碳生成W₂C甚至W相.喷涂功率为65 kW制备的涂层孔隙率最低（0.87%）,未出现严重脱碳产物钨,涂层具有很强的抗压入变形能力,由于高硬度WC颗粒的存在,涂层的耐磨性显著提高,其磨损量仅为基体的15%,磨损形式由基体的严重磨粒磨损+粘着磨损变为涂层的轻微磨粒磨损.