Cu/Al管气体火焰钎焊接头特征及热力学分析

通过计算Cu/Al管氧乙炔气体火焰钎焊条件下形成金属间化合物的各化学反应的熵变,对Cu/Al金属间化合物的形成及向CuAl2转化的趋势进行了化学热力学分析;结合XRD、SEM、EDS研究了Cu/Al管氧乙炔气体火焰钎焊接头组织与元素分布特征。结果表明,Cu/Al管氧乙炔气体火焰钎焊条件下,接头中脆性金属间化合物CuAl2由Cu、Al原子的直接结合和其他Cu/Al金属间化合物与Al原子的继续反应生成,其中CuAl自主转化趋势较强;热力学计算分析与接头XRD分析结果一致。钎焊接头可分为3个特征区域:靠近Al基体侧形成了宽度约30μm的α-Al与α-Al+CuAl2二元共晶区;钎缝中心偏Al基体一侧形成了宽度约150μm组织细密的多元共晶组织区;钎缝中靠近Cu基体宽度约120μm区域,Cu的大量扩散并与Al充分反应,形成了粗大珊瑚状CuAl2。     

铝铜连接的感应钎焊工艺

为使钎焊技术进一步提高,采用Zn-Al钎料对Al与Cu进行了感应钎焊连接研究,利用扫描电镜、X射线衍射和室温压剪试验等分析手段对接头的微观组织和室温剪切强度进行实验。结果表明,利用Zn-Al钎料可以实现Al与Cu的连接;接头的界面结构为Al/Al基固溶体＋Al-Zn共晶组织＋CuAl2金属间化合物/（Cu,Zn）固溶体层/Cu;在电流为340 A、时间为9 s的钎焊条件下,接头的剪切强度在室温下达到128.5 MPa。     

Ag-Cu基钎料在钛／钢连接中的应用

钛与钢的物理和结晶化学性能差异较大,直接焊接存在较大困难。采用钎焊可缓解接头中金属间化合物与脆性相的生成。银铜基钎料具有优异的力学及工艺性能,通过调整钎料中合金元素种类及配出,以期可以控制接头界面处脆性相的生成量及增强钎料对母材钢的润湿性,进而改善焊接接头的力学性能。     

超细氧化物颗粒对Sn\|58Bi钎料组织及性能影响

研究了分别添加1%Al2 O3 、Fe2 O3 、SiO2 、TiO2 超细粉末对Sn-58Bi共晶钎料的润湿性、钎焊接头微观组织及力学性能影响.结果表明,氧化物粉末的添加对钎料熔点影响不大,但钎料润湿性及钎焊接头剪切强度明显提高;明显细化钎焊接头基体组织及界面金属间化合物颗粒大小,并且界面金属间化合物层厚度也有一定减薄;另外,可抑制钎焊时焊点表面Bi的氧化,因此焊点表面光亮度也有明显提高.     

AgCuTiZr钎料激光钎焊钛/钢连接机理与接头性能

钛和钢广泛应用于“陆海空天”等领域，由于钛与钢的物理化学性能差异，连接界面常形成大量脆性金属间化合物，限制了其广泛应用。在分析钛/钢异种材料焊接的基础上，采用激光钎焊工艺，利用自行研制的AgCuTiZr钎料进行了钛/钢连接实验研究。结果表明，该活性钎料对基体材料润湿性良好，钎焊层组织致密、表面平整；在结合界面处出现了活性元素的扩散，钎焊层中有多物相共存，界面间实现了化学冶金结合；AgCuTiZr活性钎料激光钎焊层具有较高的硬度，达到基体材料的1.5倍，耐磨性与被连接材料45钢/TA2基本一致，抗拉强度达到595 MPa,实现了两种被连接材料的可靠连接。激光热源的显著优点适合于异种金属材料的钎焊连接。     

Al-不锈钢连接中的Ni层阻碍机理

用试验的方法研究了Al-不锈钢Ni/Cu电刷镀过渡层钎焊中Ni层的作用，并对Ni层进行了机理分析。对焊缝的界面作拉力试验、X射线衍射、 能谱分析（EDAX）和透射电镜（TEM）等分析发现，镀层与钎料等各 面连接紧密，特别是钎缝与母材之间没有生成脆性的金属化合物。说明面心立方结构的Ni层能有效地阻挡Al、Fe等原子扩散，钎缝与镀Cu界面上虽然生成了少量的AlCu3，但不影响焊缝的强度，接头的强度能达到33．6MPa。     

不锈钢接头的宽间隙真空钎焊

采用先在钎缝间隙中预填合金粉,然后在钎缝外置放钎料进行钎焊的方法,解决不锈钢接头宽间隙的钎焊问题.当钎缝内预填３１６粉（或１Ｃｒ１８Ｎｉ９粉）及用ＢＮｉ－１ａ（或ＢＮｉ－２）钎料钎焊时,预填粉不熔化,焊后保持原来的形状。钎料中的硼沿晶界向预填粉中扩散,在晶界处与铁结合形成Ｆｅ２Ｂ,钎料获得固溶体组织。用ＢＮｉ－１ａ钎料钎焊钎缝内预填３１６粉时,钎绀缝强度高达５０４．７ＭＰａ。用ＢＮｉ－５钎料钎焊针缝内预填３１６粉时,针缝组织内的固溶体相中夹带少量的化合物相,钎缝的重熔温度高达１３２５℃。对同一种钎料而言,宽间隙针缝的抗拉强度与重熔温度有较好的对应性,即重熔温度高,抗拉强度也高。     

碳纤维复合材料与金属连接及接头力学性能测试分析

近年来,碳纤维复合材料以其导热性能好、质量轻、强度高的优点在众多领域（如核工业、外空间等）中得到了广泛应用。其与金属的连接主要采用扩散焊、钎焊、胶结、螺栓等方式,在进行钎焊时,大部分的钎料的表面都不湿润,常要在高真空、高温环境下使用活性钎料进行钎焊。不同种类的钎料,接头强度也会具有较大差异。该文主要分析了碳纤维复合材料与常见金属（铜、铝合金）的连接方法,并介绍了接头力学性能的测试方法。     

一种新型非晶钎料钎焊Si3N4陶瓷连接界面的研究

采用Ti40Zr25Ni15Cu20非晶钎料钎焊Si3N4陶瓷,研究了钎焊工艺参数对连接界面产物的影响。结果表明,在本文试验条件下,钎焊工艺参数对接头强度的影响主要是由于影响反应层厚度所导致;通过SEM,EDX等微观分析手段,研究了钎焊界面的微观结构,得出界面反应层由两部分组成,接头界面微观结构为Si3N4/TiN/Ti-Si,Zr-Si化合物/钎缝中心。     

铝-铜脉冲旁路耦合电弧MIG熔钎焊接头组织分析

采用脉冲旁路耦合电弧MIG熔钎焊方法,利用ER4047铝合金焊丝在T2铜板上进行平板堆焊实验,通过调节焊接参数获得良好焊缝成形.利用SEM、EDS和XRD等测试手段对连接界面区的微观组织进行观察和分析.结果表明:在连接界面区从铜侧到铝侧依次生成条状的Cu9Al4、块状的CuAl2金属间化合物和絮状的α(Al)+θ(CuAl2)共晶体,且金属间化合物层的厚度随着母材热输入的增加而增大,同时块状脆性金属间化合物尺寸变大.对熔钎焊接头进行显微维氏硬度测量,结果显示,铝-铜熔钎焊焊接接头金属间化合物区域显微硬度最高达406.7HV,说明铝-铜熔钎焊连接界面区出现脆硬相.     

高性能铜铝复合排的制备及界面研究

采用固-液法浇注和铸轧工艺制备铝/铜复合材料.研究不同工艺对铜/铝复合排界面结合强度的影响,并对铜/铝复合排界面结构和复合机理进行分析.结果表明:当进行300°C×1h热处理时,所得复合排的结合强度最高,多次热循环后复合排界面结合强度有所增加.电子探针能谱扫描分析(EDS)和X射线衍射分析(XRD)表明铜/铝复合界面上生成金属间化合物Al2Cu,Al4Cu9和AlCu相,从而使得界面层硬度增大.采用该方法制备的铜/铝复合排,整体拉伸强度达98MPa,电阻率为0.021 6×10-6Ω.m.     

AISI304/低碳钢真空扩散焊接头组织和性能

采用真空扩散焊接方法连接AISI304奥氏体不锈钢和低碳钢异种材料.在焊接温度和焊接压力恒定的条件下,研究焊接时间对ASTM304/低碳钢异种材料扩散焊接头组织和性能的影响.研究结果表明:在焊接温度850℃,焊接压力10 MPa,焊接时间60 min条件下AISI304奥氏体不锈钢/低碳钢异种材料实现了良好的扩散结合,其强度和韧性均超过低碳钢母材水平.接头抗拉强度达到440 MPa,拉伸断裂发生在低碳钢一侧.在扩散焊高温环境下,界面附近有碳化物偏析现象,析出相为脆硬的Cr23C6,脆硬相的出现导致界面韧性下降,延长焊接时间可有效避免有害化合物Cr23C6的析出,冲击韧性达到120.5 J/cm2,冲击断口在低碳钢一侧.     

Microstructural characterization of Cu/Al composites and effect of cooling rate at the Cu/Al interfacial region

Cu/Al composites are of vital importance in industrial applications because of their numerous advantages. The influence of bonding temperature and cooling rate on the microstructure and morphology of Cu/Al composites was investigated in this paper. The interfacial morphology and constituent phases at the Cu/Al interface were analyzed by optical microscopy and field-emission scanning electron microscopy equipped with energy-dispersive X-ray spectroscopy. The results indicate that effective Cu-Al bonding requires a higher bonding temperature to facilitate interdiffusion between the two metals. The microstructural characteristics are associated with various bonding temperatures, which impact the driving force of interdiffusion. It is observed that cooling rate exerts a significant influence on the morphology and amount of the intermetallic compounds at the interfacial region. Meanwhile, microhardness measurements show that hardness varies with the bonding temperature and rate of cooling.     

陶瓷超塑性综述

现已公认超塑性是陶瓷中一种很有潜力的变形工艺.本文总结了陶瓷及其它非金属材料中超型性的主要特点并考察了这些材料中相变与组织两种超塑性的报导.结果表明其与金属既有相同又有不同之处.相同的是应变速率随应力及晶粒尺寸的变化,重要的区别是必须考虑到陶瓷中的晶间非晶相的作用.在金属间化合物及地质材料中超塑性同样也是重要的,在地质材料中无论在试验室试验或自然界的变形中部有超塑变形的迹象.     

水热前驱体法低温合成Pb(Mg1/2W1/2)O3-PbTiO3

目的制备纯钙钛矿相的Pb(Mg1/2W1/2)O3-PbTiO3(PMW-PT)陶瓷。方法以Mg(Ac)2·4H2O,Pb(Ac)2.4H2O,Na2WO4·3H2O和Ti(OC4H9)4为原料,NaOH调节反应体系的pH值9～13,在200℃下12 h水热合成PMW-PT前驱体,通过煅烧该前驱体制备纯钙钛矿相的PMW-PT粉体。通过XRD分析研究水热处理温度、反应时间、溶液pH值以及煅烧温度对PMW-PT相和中间产物Pb2TiWO7相生成过程的影响。结果水热处理的粉体转化为钙钛矿相PMW-PT最佳煅烧温度为800℃,压片后1 000℃烧结2 h制备的PMW-PT陶瓷,介电常数为12 067(1 kHz)。结论与固相法和半化学法相比,这种方法制备的钙钛矿PMW-PT粉体在较低的温度下生成,而且陶瓷的介电常数较高。     

Be/Cu/HR-1不锈钢扩散连接界面特性

以Cu为中间层材料,采用Greeble1500热模拟试验机对Be/HR-1不锈钢进行扩散连接试验,利用PME Olympus Tokyo光学显微镜、扫描电镜(SEM)、显微硬度计(HV-1000)、X射线衍射仪研究分析了其界面特性.研究表明,Cu层过渡材料能有效阻碍Be和Fe之间的互扩散以及阻挡不锈钢中合金元素Ni、Cr等向铍基体的扩散,从而阻碍了它们之间金属间化合物在扩散区内的形成,但它也带来了新的金属间化合物如Be2Cu;金属间化合物优先沿晶界生成,呈三维网状分布;元素的扩散主要沿晶界进行,且扩散不是各个部位均等的向前推进,也没有单一的金属间化合物薄层形成;试样的断裂位置在Be/Cu界面处.     

Ti6Al4V和Al2A12的扩散连接界面组织及力学性能

采用热等静压(HIP)工艺连接Al2A12和Ti6Al4V两种不同的航空航天用材料.利用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪观察连接过渡区的微观组织和组成的演化,并测试其主要的力学性能.结果表明:采用热等静压制备这两种材料的界面连接好;Ti/Al反应层界面处形成了不同的金属间化合物,例如,Al3Ti、TiAl2和TiAl;连接接头处硬度为163HV,界面连接处剪切强度达到了23MPa,比只添加镀层而无中间层的连接强度提高了约17.9%,但低于带有中间层的连接强度.由于过烧和孔隙的形成使得断裂方式是脆性断裂.由此可知,在热等静压成形过程中异种材料的元素发生了相互扩散,在扩散连接处形成了不同的金属间化合物,这些金属间化合物影响连接处的力学性能.     

Effect of sintering temperature on phase evolution of Al_(86)Ni_6Y_(4.5)Co_2La_(1.5) bulk amorphous composites synthesized via mechanical alloying and spark plasma sintering

Al_(86)Ni_6Y_(4.5)Co_2La_(1.5) amorphous powders were synthesized by mechanical alloying for 200 h. Subsequent consolidation was performed via spark plasma sintering in the temperature range of 250 ℃ to 500 ℃ at the pressure of 500 MPa. The role of viscous flow on densification was investigated by studying the viscosity change of the amorphous phase at different consolidation temperatures. The decrease in viscosity at higher sintering temperatures resulted in better particle bonding and densification of consolidated samples. The formation of only FCC Al was observed in the consolidated samples at sintering temperatures ≤ 300 ℃ and the intermetallic phases formed at temperatures ≥ 400 ℃. The mechanical properties of the bulk samples were measured by Vickers microhardness and nanoindentation tests. The testing results showed that the average values of microhardness, nanohardness and elastic modulus of the sample consolidated at 500 ℃ were 3.06 ± 0.14 GPa,4.85 ± 1.14 GPa and 89.53 ± 9.25 GPa, respectively. The increase in hardness and elastic modulus of the higher temperature consolidated samples is attributed to the improvement in particle bonding, densification and distribution of various hard intermetallic phases in the amorphous matrix.     

Scaling the Kondo lattice

The origin of magnetic order in metals has two extremes: an instability in a liquid of local magnetic moments interacting through conduction electrons, and a spin-density wave instability in a Fermi liquid of itinerant electrons. This dichotomy between 'local-moment' magnetism and 'itinerant-electron' magnetism is reminiscent of the valence bond/molecular orbital dichotomy present in studies of chemical bonding. The class of heavy-electron intermetallic compounds of cerium, ytterbium and various 5f elements bridges the extremes, with itinerant-electron magnetic characteristics at low temperatures that grow out of a high-temperature local-moment state. Describing this transition quantitatively has proved difficult, and one of the main unsolved problems is finding what determines the temperature scale for the evolution of this behaviour. Here we present a simple, semi-quantitative solution to this problem that provides a basic framework for interpreting the physics of heavy-electron materials and offers the prospect of a quantitative determination of the physical origin of their magnetic ordering and superconductivity. It also reveals the difference between the temperature scales that distinguish the conduction electrons' response to a single magnetic impurity and their response to a lattice of local moments, and provides an updated version of the well-known Doniach diagram.