计算机模拟类金刚石薄膜的光学性能研究

采用射频等离子体化学气相法在BK7玻璃样品上合成了类金刚石薄膜，基于介电模型对样品的光学透射谱进行计算机拟合，得到类全刚石薄膜的折射率和膜厚等性能指标。研究了甲烷浓度，射频功率密度和沉积压力等工艺参数对类金刚石薄膜的光学特性影响规律。试验表明折射率和生长速率均随甲烷浓度和功率密度增加而增加；气体压力对生长速率的影响最显著。     

铝基复合材料/低碳钢异种材料过渡液相扩散焊

用市售厚约50 μm的纯铜箔作中间层在590℃分别保温30 min及2h进行了铝基复合材料,低碳钢异种金属过渡液相扩散焊试验.结果表明,薄弱界面并非钢,中间层界面,而在于Al MMC/残留中间层一侧界面;液相优先溶解铝基复合材料的棱边而形成明显的环状缺口将导致应力集中;被挤出的多余液相全部流布于铝基复合材料的外表面,而未曾流向钢一侧.断口分析表明,接头沿残留中间层内部(压力较低时)及Al MMC的表层区断裂(压力较高时);Fe向残留中间层内发生了过渡的溶解,足以形成金属间化合物,由此导致接头强度均很低.     

液相法电沉积类金刚石薄膜的表面形貌研究

采用脉冲直流电源,以甲醇有机溶液作为碳源,在常压60℃的条件下,采用电化学沉积方法在不锈钢表面制备了类金刚石碳薄膜.在电沉积过程中电流密度最高达到150 mA/cm2,沉积速度为500 m/h.用原子力显微镜和扫描电镜表征了薄膜的表面形貌,透射电镜和电子衍射谱表征了薄膜的结构.结果表明:沉积的类金刚石碳DLC膜是由均匀分布的球形纳米颗粒组成,粒度约为300 nm～400 nm,而且致密光滑;不锈钢上沉积的类金刚石薄膜,薄膜的生长是在基体表面划刻的边缘形核中心开始生长,并且生长先由基体的边缘向中心然后逐渐覆盖基体表面.     

金属Cu诱导层对热丝法制备多晶硅薄膜微结构的影响

采用热丝化学气相沉积法(HWCVD),在金属铜诱导层上成功制备出横向晶粒尺寸在1μm左右、垂直晶粒尺寸达20μm的柱状多晶硅薄膜,其晶化率在95%以上.使用XRD、Raman光谱、扫描电子显微镜(SEM)等分析测试手段研究了灯丝温度在1500～1800℃之间变化时,金属铜诱导层对多晶硅薄膜的微观形貌、结晶性及晶体学生长方向的影响规律.结果表明:金属铜诱导层的引入,在一定温度范围内改善了晶粒尺寸,改变了多晶硅薄膜的择优取向,降低了薄膜的晶化温度,提高了晶化率.     

钛合金与铝合金异种金属钎焊的研究进展

钛合金在经济性和加工性方面不理想,导致其在实际工程应用中受限,而铝合金在某种程度上可以弥补这种缺陷,因此将钛合金和铝合金复合使用的构想应运而生。对钛合金和铝合金异种金属的可焊性进行了分析,以钛合金和铝合金钎焊为研究对象,重点论述了钛合金与铝合金钎焊连接所用的钎料及工艺等的国内外研究现状,并着重分析了Al基和Zn基钎料的润湿性、界面、钎缝组织及其优缺点。由相关文献分析可知,Al基钎料在真空、保护气氛或非真空外加辅助措施条件下对钛合金和铝合金都有良好的润湿性,但接头强度仍有待提高,金属间化合物较厚的问题需要通过优化钎料成分和焊接工艺进一步改善;Zn基钎料对钛合金的润湿性较差,但在适当的焊接工艺下可以获得力学性能较好的Ti/Al接头,剪切强度可达141MPa;使用Sn基和Cu基钎料获得的Ti/Al接头的力学性能低于Al基和Zn基钎料,且Sn基的钎料对两种母材的润湿性都较差,需要对母材表面进行预处理。     

SiC_p/ZL101铝基复合材料的原位强化活性液相扩散焊方法(In situ A-TLP)

提出了一种采用含有升熔型活性元素的三元活性钎料的"原位强化活性液相扩散焊"(In situ A-TLP)方法,并研制出一种可实现该新工艺的Al-Cu-Ti系三元活性钎料。该方法不仅使母材/钎缝界面(包括P/M界面)致密,还能实现钎缝本身的原位强化。突出特点在于后者:一方面在降熔元素Cu向母材扩散而实现等温凝固后,钎缝基体转变为综合性能优良的固溶体;另一方面,升熔型活性元素难以向母材中扩散而在凝固前沿局部处浓度会自动升高,足以在钎缝中通过结晶方式,原位形成含有升熔型活性元素的弥散分布的亚微米或微米级三元金属间化合物强化相;从而获得以亚微米或微米级三元金属间化合物Ti(AlSi)_2为强化相、以固溶体为基体的优质钎缝。在550℃焊接10%的SiC_p/ZL101(体积分数),接头性能达母材的99.7%;断裂路径可穿入母材并非全在界面与钎缝内。     

搅拌摩擦焊中锻压效应的强化与作用

为直观证明倾斜工具能强化搅拌搭接摩擦焊中的锻压效应之事实,提出了一种新的实验方案(采用预先开有小孔的垫板)并获得了预期效果.采用无针柱状搅拌头与预先开有φ4mm小孔的垫板,分别在有/无倾角的两种情况下进行了2 mm厚薄铝板的搭接搅拌摩擦焊.结果表明,在倾角为3°情况下被挤入垫板小孔内的塑化金属的长度(5.3 mm)远大...     

铝/钢异种金属钎焊与固相焊新技术：搅拌摩擦钎焊（FSB）与嵌入式搅拌摩擦点焊（EFSSW）

为解决Al与异种高强金属材料焊接过程中的工具磨损问题,西安交通大学焊接研究所特种焊室先后开发了两种新型焊接工艺——搅拌摩擦钎焊（FSB）与嵌入式搅拌摩擦点焊（EFSSW）,并均已申报国家专利。两种技术均采用无针搅拌头,既避免了针的磨损,又获得了无匙孔的光滑外观;同时所得接头均断裂于Al母材内而非原始待焊接面。由此证明了两种新技术分别相对于传统搅拌摩擦焊与搅拌摩擦点焊的优越性。其中搅拌摩擦钎焊不仅成功用于Al/steel焊接,还可采用多道搅拌摩擦钎焊技术制备Al/steel双金属复合板材。本文简要介绍FSB与EFSSW的思路、优点与机理方面的初步研究结果。     

6061-T6铝合金/SPCC冷轧钢激光熔钎焊特性研究

针对2 mm厚的6061-T6铝合金与SPCC冷轧钢板,采取填丝激光熔钎焊方法,研究预涂钎剂、坡口角度、坡口形貌、钎料成分对熔钎焊接头的组织成分及力学性能的影响。结果表明,预涂Nocolok钎剂可以显著改善钎料的润湿性能;在钢母材侧预制60°坡口比预制45°坡口时的激光熔钎焊接头力学性能更好;当对钢母材预制60°坡口时,在激光功率、焊接速度、送丝速度、离焦量、光斑中心的偏移距离分别为3.1 k W、0.5 m/min、2 m/min、-8 mm、+0.6 mm时,以Al-Cu焊丝作为填充钎料,界面形成短须状的Fe-Al金属间化合物层,厚度在5～8μm,Cu元素以置换Fe元素的方式固溶在Fe-Al金属间化合物相中改善其脆性,接头的平均及最大抗拉强度分别为147 MPa、159 MPa;以Al-Mg焊丝为填充钎料时,界面形成锯齿状的Fe-Al金属间化合物层,厚度在8～12μm,Mg元素仅聚集在脆性相外侧,对Al-Fe脆性相的生长无明显抑制作用,在激光功率为3 k W时,接头的平均抗拉强度为118 MPa;以Al-Si焊丝为填充钎料时,界面形成小锯齿状的Fe-Al金属间化合物层,厚度在3～4...     

金刚石薄膜与 WC-Co 硬质合金的附着性研究

以甲烷和氢气为气源，用热丝ＣＶＤ法，在ＷＣ－６％Ｃｏ的硬质合金基体上沉积金刚石薄膜。研究了基体表面经抛光、腐蚀、脱碳及镀中间层等不同的预处理对金刚石薄膜与基体的附着性的影响。试验结果表明：基体表面经抛光、腐蚀再经脱碳或镀ＴｉＮ中间层，可改善和提高附着性，金刚石薄膜的形核率和沉积速率有所降低；基体表面只经抛光、腐蚀预处理，金刚石薄膜的形核率和沉积速率较高，结晶性好，但附着性较差；采用分段沉积，可以提高金刚石薄膜的附着性。