超声波辅助钎焊铜与石墨的组织及性能

采用四元合金Ag30Cu25Zn4Ti作为活性钎料,在大气中利用超声波辅助钎焊技术对铜和石墨进行了钎焊.通过改变超声波作用时间和方式,研究了不同超声波作用时间下钎料氧化膜破碎的效果,及其与TiC反应层形貌之间的关系.采用扫描电子显微镜对钎焊接头的微观组织进行了观察,最后对钎焊的接头进行了力学性能分析.结果表明:随着超声波作用时间的延长,液态钎料中的氧化膜逐渐减少,最终完全消除;与此同时,TiC反应层的厚度也在逐渐增加,最终趋于稳定.钎焊接头的组织由铜侧到石墨侧依次主要为Cu/Cu-Zn金属间化合物,Ag基固溶体和Cu基固溶体/TiC/石墨,钎焊接头的剪切强度最大值为18 MPa,界面的结合主要是超声波作用下活性元素Ti在石墨侧的偏聚形成TiC反应层而形成的.     

碳化硅颗粒增强铝基复合材料的钎焊

采用高纯氩气保护炉中钎焊的焊接方法研究了 15 %SiCp/ 30 0 3Al复合材料钎焊主要工艺参数对接头剪切强度的影响。结果表明 :采用HL4 0 2 0 .4 %Mg 0 .1%Bi钎料配合钎剂QJ2 0 1钎剂 ,在钎焊温度 6 15℃ ,保温6min ,在 3kPa的恒压力作用下 ,钎料铺展好 ,钎焊缝致密 ,获得了较高质量的复合材料钎焊接头 ,接头剪切强度最高可达 35MPa。试验还表明 ,钎料成分、钎焊温度和保温时间是影响接头强度的主要因素 ,接头区Al SiC、SiC SiC界面是使复合材料钎焊接头强度低于基体合金钎焊接头强度的主要原因     

快速凝固Al-Cu-Si薄带钎料真空钎焊锻铝合金的研究

与普通Al Si钎料相比 ,三种快速凝固Al Cu Si薄带钎料真空钎焊锻铝合金LD2对比实验表明 :快速凝固Al Cu Si薄带钎料具有钎焊温度低 (5 70℃ ) ,间隙小 (0 .0 5～ 0 .10mm) ,时间短 (10～ 15min)以及更高的接头强度等特点 ,其钎焊接头的拉伸强度接近甚至超过母材的抗拉伸强度(12 5MPa) ;钎焊强度随钎料中w(Cu)的增加而降低 .实验结果表明 ,快速凝固Al Cu Si薄带钎料是一种性能更好的新型真空钎焊钎料 .     

Sn-Zn-Cu/Cu界面反应及剪切强度

为探讨Cu的加入对Sn-Zn钎料性能的影响,研究了Sn-Zn-xCu与Cu箔钎焊界面处金属间化合物(IM C)成分、形貌及剪切强度.试验结果表明,含0~1%Cu时,Sn-Zn-xCu钎料与Cu母材钎焊界面处IM C主要为层状Cu5Zn8相;在含2%~6%Cu时,为Cu6Sn5相和Cu5Zn8相共同组成;在含8%Cu时,为Cu6Sn5相.这是由于合金基体中生成的Cu-Zn化合物阻碍了Zn向Cu界面处扩散,进而使得界面处IM C由层状Cu5Zn8逐渐向扇贝状Cu6Sn5转变.另外,随着Sn-Zn钎料中Cu含量的增加,Sn-Zn-xCu/Cu接头剪切强度因界面IM C类型的变化以及钎料合金自身强度的提高而使得钎焊接头剪切强度明显提高.     

钎焊真空度对铜与铪钎焊接头组织及性能的影响

采用72Ag-28Cu钎料对铜与铪进行真空钎焊试验.钎焊温度为840 ℃,保温时间为15 min,真空度试验范围为5.0×10^-2～8.0 Pa.研究了钎焊真空度对铜与铪钎焊接头组织及性能的影响,采用场发射扫描电子显微镜（FESEM）观察钎焊接头的组织形貌,采用ZWICK-Z050电子万能材料试验机测试接头剪切强度.结果表明：随着钎焊真空度的升高,接头剪切强度呈先升高后降低的趋势;在钎焊温度为840 ℃、保温时间为15 min时,较佳的钎焊真空度为2.0×10^-1 Pa.     

高纯氧化铝与金属铌的活性钎焊

为了确定高纯氧化铝陶瓷与金属Nb的直接钎焊工艺参数,采用AgCuTi活性钎料,研究了钎焊温度和钎料中的钛含量对接头组成、界面反应以及接头剪切强度的影响。钎焊温度在825~900℃范围变化时,对接头强度的影响不明显,但温度超过900℃强度降低。钎料中钛的质量分数为1%和2%时,接头的强度基本相同;含量为3%时,剪切强度明显降低。当钛的质量分数为2%,钎焊温度为850℃,保温时间为20 min时,接头剪切强度接近100MPa。接头陶瓷一侧界面反应产物主要为Cu3Ti3O和Ti的氧化物,较高温度时反应层中生成的过多Ti2O可能是导致接头强度显著降低的一个重要因素。     

Sn-Zn钎料Cu接头的界面反应及力学性能

研究了时效对Sn-Zn-Bi-Nd/Cu接头的界面反应和力学性能的影响.实验结果表明:经过150 ℃下400 h时效,反应扩散层中不仅原有的Cu5Zn8反应层厚度增加,在近Cu一侧还形成了Cu6Sn5反应层.此外,实验发现在Cu5Zn8反应层中易形成微裂纹,且裂纹长度随着时效时间的延长而增加.此时Sn-Zn钎料接头的剪切强度低于Sn-Pb钎料接头的剪切强度,断裂形式为贯穿CusZns反应层的解理断裂.在80℃时效后,Sn-Zn钎料接头的剪切断口位于钎料区,断裂形式为延性断裂,当时效时间达到1000 h,接头的剪切强度与Sn-Pb钎料接头的剪切强度相当.     

CVD金刚石厚膜钎焊工艺的研究

探讨了加热温度和钎料加入状态对真空钎焊CVD金刚石厚膜与硬质合金接头性能的影响，并对金刚石厚膜与Ag—Cu—Ti钎料的微观连接机理进行分析。结果表明：在940℃用90(Ag72—Cu)—10Ti钎料箔得到的接头强度较高，钎料中Ti与金刚石生成TiC是实现冶金连接的主要因素。     

电迁移现象对钎焊界面组织的影响及作用机制

使用Zn-Al合金作为钎料,采用直流电阻钎焊技术对6063铝合金进行钎焊连接.研究了电迁移现象对钎焊界面显微组织及形貌的影响,并分析了其作用机理.结果表明:直流电阻钎焊过程中,在电场驱动力和化学驱动力共同作用下,母材中的Al从负极向正极发生电迁移,在此过程中大量空位的存在诱导产生背力促使Zn从正极迁移至负极,进一步研究发现这种由于空位浓度诱导形成的背力梯度使得正极区域固溶体层生长受到抑制,而促进负极区域固溶体层的生长.     

快速凝固Al-Zn-Si基钎料性能的研究

利用单辊急冷设备制备了系列Al Zn Si薄带钎料,并对其熔点、润湿性、接头强度及微观组织进行了分析.试验结果表明,快冷的钎料润湿性和抗拉强度都高于普通钎料;快冷钎料晶粒尺寸为0.6μm以下,且分布均匀.快冷钎料活性大,在钎焊过程中与母材作用能力强,是快冷钎料润湿性和接头抗拉强度高的主要原因.     

SiC_p/2024Al铝基复合材料表面颗粒暴露及真空钎焊分析

采用复合材料表面颗粒暴露及表面合金化工艺,利用M6和BAI88S i钎料对S iCp/2024A l铝基复合材料进行钎焊试验,并进行金相分析、拉伸试验和X射线衍射试验。结果表明:采用(NaOH+HNO3)工艺能将复合材料表面颗粒部分暴露出来;采用表面沉积Cu,使用M6钎料,能改善钎缝的结合状态;钎缝与铝基复合材料间无明显界限,结合良好,并形成了有S iC颗粒增强的复合钎缝,S iC颗粒在钎缝中无团聚现象;钎焊接头强度能达到202 MPa;在钎缝中无A l4C3脆性相生成。     

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。     

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。     

Brazing of micrograin-filled quartz fiber reinforced silica composites and Invar using Ag-21Cu-4.5Ti alloy

Brazing of quartz fiber reinforced silica composites (QFSC) to Invar alloy was carried out in a vacuum at 1173 K for 10 min using Ag-21Cu-4.5Ti metal filler.Experiments indicated that composites prefilled with CaCO3 micrograins had good wettability.The CaCO3 decomposed to CaO during brazing.After brazing,a joint of structure QFSC/3CaO·2SiO2+Ti3O5+Fe2Ti+NiTi+Ag(s,s)+ Cu(s,s)/Invar was established.The shear strength of the brazed joint reached 11.6 MPa at room temperature,which is about five times the shear strength of that obtained without surface filling.     

焊接热输入对镁合金与镀铜钢冷金属过渡焊接接头性能和缺陷影响

利用冷金属过渡焊(CMT)对镁合金和镀铜钢异种金属进行焊接,填充材料选择AZ31镁合金焊丝,对焊接接头的显微组织进行检测,分析焊接接头的性能和缺陷。实验结果表明:Cu元素对镁合金在钢表面的润湿铺展起到良好的促进作用,焊接热输入影响Cu元素对镁/钢表面的润湿铺展效果。焊接接头产生富铜区,易产生裂纹,降低了焊接接头强度。经过拉伸测试,在焊接热输入为212. 2 J/mm时,焊接接头强度达到最大值3. 99 k N,但在焊接热输入达到254. 6 J/mm时,焊接强度反而降低,这是由于钎焊区生成了大量的中间层脆性化合物。焊接接头组织中检测到气孔、夹渣和裂纹等焊接缺陷的存在,这与母材表面的氧化膜和焊缝内应力有关。     

Microstructure and mechanical properties of TiAl/TiAl joints brazed with a newly developed Ti–Ni–Nb–Zr quaternary filler alloy

A novel Ti-Ni-Nb-Zr quaternary filler alloy with the composition of Ti-(19～25)Ni-(15～25)(Nb+Zr)(wt.%) was designed.The filler alloy was composed of(Ti,Nb)ss,(Ti,Zr,Nb)ss+(Ti,Zr)₂Ni,α-Ti and Ti₂Ni phases.It was fabricated into filler foil with a thickness of about 45 μm by a rapid solidification technique.The results indicate that the liquidus temperature of the Ti-Ni-Nb-Zr brazing alloy was about 978℃,and the brazing alloy presented excellent wettability on TiAl substrate.T...     

不锈钢方管电子束钎焊工艺及组织分析

确定了不锈钢方管电子束钎焊的工艺参数,并利用扫描电子显微镜和能谱分析仪,对电子束钎焊试样的显微组织进行了分析。结果表明,选用合理的工艺参数,可获得良好的钎焊接头。钎料区主要是固溶体组织。母材区除了奥氏体组织外,存在铜元素的扩散。     

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。     

Cu表面氧化规律及其对铜—陶瓷材料键合强度的影响

在用于电力半导体模块的新型封装材料ＣｕＡｌ２Ｏ３陶瓷直接键合基板中,Ｃｕ与Ａｌ２Ｏ３间形成的键合,是通过ＣｕＡｌＯ化学键,以Ｃｕ２Ｏ为中介形成的,其键合强度主要受ＣｕＣｕ２Ｏ之间的结合力限制．从而可以认为,铜箔表面的氧化层对键合强度起着极为重要的作用．为此,文中对Ｃｕ表面的氧化规律、氧化层厚度与时间和温度间的关系及其对ＤＣＢ板界面键合强度的影响进行了仔细的研究,获得了较理想的结果．     

关于Ni-Fe二元系合金钎焊金刚石的研究

作者对以Ni-Fe二元系合金作钎料,研究在一定的钎焊温度下,使用热压机对金刚石进行钎焊.其断面用扫描电镜(SEM),X射线能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)进行分析,其结果表明,在金刚石与钎料的结合界面处有Fe5C2生成,并且在钎料中存在多种不同的相.采用上述钎焊工艺得到的拉伸试验样品,其抗剪强度最大值达到54MPa.