氧化物陶瓷与Ag－Cu－Ti钎料的界面反应

研究了氧化铝和氧化铬陶瓷真空钎焊时陶瓷与Ａｇ－Ｃｕ－Ｔｉ钎料合金的界面反应，分析了加热温度（１０７３～１３２３Ｋ）和保温时间（０～３．６ｋｓ）对界面反应的影响规律，扫描电镜和Ｘ射线衍射分析结果表明：两种陶瓷均与Ａｇ－Ｃｕ－Ｔｉ合金发生反应，反应层厚度随着温度和时间的增加而增加，对于氧化铝陶瓷，低子１１２３Ｋ时，反应产物为Ｃｕ２Ｔｉ４Ｏ和ＡｌＴｉ；在１１７３Ｋ以上温度时反应产物则为Ｔｉ２Ｏ、ＴｉＯ和ＣｕＴｉ２，此时，反应层是按Ａｌ２Ｏ３／Ｔｉ２Ｏ＋Ｔｉ０／Ｔｉ２Ｏ＋ＴｉＯ＋ＣｕＴｉ２／ＣｕＴｉ２／Ａｇ－Ｃｕ呈层状过渡分布，对于氧化锆陶瓷，在整个试验温度范围，反应产物均为γ－ＡｇＴｉ３和δ－ＴｉＯ，反应产物也是按ＺｒＯ２／δ－ＴｉＯ／δ－ＴｉＯ＋γ－ＡｇＴｉ３／γ－ＡｇＴｉ３／Ａｇ－Ｃｕ呈层状过渡分布的．     

Cu含量对Sn基无铅钎料组织、界面反应影响

研究了Cu含量对Sn-xCu(x=0.7%,2%)、Sn-9Zn-xCu(x-0.2%,10%)两种无铅钎料的基体组织以及与Cu基板短时间钎焊时界面金属间化舍物(IMC)生长行为的影响.结果表明,当Sn-Cu钎料中Cu的含量为2%时,基体中IMC租化为块状的Cu6Sn5相;对于Sn-9Zn-xCu钎料合金,2%Cu元素的加入使得Sn-9Zn基体中长针状的富Zn相转化为Cu5Zn8相以及细小的富Zn相,而当Cu含量达到10%时,钎料基体中的IMC为CuZn相与Cu6Sn5相.在260℃短时间钎焊下,Cu含量的增加加速了Sn-xCu/Cu界面IMC的粗化和生长;而对于Sn-9Zn-xCu/Cu,Cu含量的增加却明显降低了界面IMC的生长速率.同时分析、讨论了界面IMC随钎焊时间变化的生长行为.     

Al2O3／Ni—Ti钎料／Nb的封接及其组织和性能的研究

探讨了用Ｎｉ－Ｔｉ高温合金对Ａｌ２Ｏ３陶瓷与金属Ｎｂ的封接行为．结果表明，Ｎｉ－Ｔｉ钎料对Ａｌ２Ｏ３陶瓷有良好的润湿性及高的焊后界面强度．钎料中的Ｔｉ与Ａｌ２Ｏ３中的Ｏ在反应界面上富集和结合是两种材料实现连接的原因．Ｎｂ溶入钎料中对减弱界面残余应力、提高强度有利     

活性钎料钎接Si_3N_4陶瓷的机理研究

通过钎料中常用活性材料与被钎陶瓷Ｓｉ＿３Ｎ＿４之间的物理现象和化学反应，讨论了活性材料所起的作用，即通过活性金属与Ｓｉ＿３Ｎ＿４陶瓷的化学反应形成反应过渡层而结合，同时活性材料改善了钎料在Ｓｉ＿３Ｎ＿４陶瓷表面的漫流性能．但因为反应产物与Ｓｉ＿３Ｎ＿４陶瓷热物理性能相差较大，故活性材料的加入量应限制在一定范围以内。用Ａｇ－Ｃｕ－Ｔｉ钎料钎接Ｓｉ＿３Ｎ＿４／钢时，在Ｓｉ＿３Ｎ＿４／钎料过渡区生成了富ＴｉＮ层和富Ｔｉ＿３Ｓｉ＿５层，控制这两个反应结合层的成分和厚度可能是提高钎接接头强度的关键之一。此外在一定范围内增加钎料层厚度时，钎接接头强度有明显提高。     

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.     

快速凝固Al-Cu钎料钎焊铝Cu对钎缝组织的影响

研究了快速凝固钎料中Cu元素在铝合金基体中的扩散现象和机制.采用快速凝固的方法制备出了Al-Cu合金的薄带,用差热分析法(DTA)测量了钎料熔点.根据熔点利用真空钎焊用Al-Cu钎料焊接纯铝,然后使用扫描电镜和能谱分析仪分析了焊缝的显微组织,对Cu元素的扩散现象进行观察,并分析了Cu的扩散行为.实验结果表明,由于快冷钎料组织均匀,表面能高,因此熔点比普通钎料低,且熔化区间窄.随着钎焊温度的升高和保温时间的延长,Cu的扩散效果越来越好;在同一温度下钎焊时,快冷钎料中Cu的扩散能力明显强于普通钎料.     

锌基钎料性能及钎焊工艺研究

主要研究了两种锌基纤料的性能和钎焊性能,自制了两种锌基钎料Ｚｎ－５Ａｌ和Ｚｎ－７Ａｌ－４Ｃｕ。首先测试了两种合金的强度,塑性和冲击韧性,然后测试了它们的润湿性、钎焊强度等,对钎料合金的组织也进行了观察分析。     

Ni-rGO增强Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE复合钎料/Cu钎焊接头电迁移组织与性能

借助扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪和微剪切试验等手段,研究了镀镍还原氧化石墨烯(Ni-rGO)增强Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE复合钎料/Cu钎焊接头电迁移组织与性能。研究结果表明:在恒温120℃、电流密度1×10~4 A/cm~2条件下,随着通电时间的增加,Ni-rGO增强Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE复合钎料/Cu钎焊接头电迁移阳极区金属间化合物(IMC)层Cu_6Sn_5和Cu_3Sn平均厚度增大,阴极区界面IMC层Cu_6Sn_5平均厚度减小、Cu_3Sn平均厚度先增大后减小。Ni-rGO的添加,明显抑制了Ni-rGO增强Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE复合钎料/Cu钎焊接头电迁移阳极区Cu_6Sn_5的生长及阴极区微空洞的生成,提高了钎焊接头剪切强度。通电72 h后,Ni-rGO增强Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE复合钎料/Cu钎焊接头的剪切强度较未添加Ni-rGO的提高了47.8%。复合钎料/Cu钎焊接头电迁移剪切断裂,由阴极钎缝区呈以韧窝为主的韧性断裂,向界面IMC由解理、准解理和少量韧窝组成的混合型断裂转变。     

塑性高温活性钎料的研究

根据液相线温度t≥ 110 0℃、冷变形总量ε总 ≥ 40 %要求设计了PdNiTi系、AuPdNiTi系列高温活性钎料 ,对 2种钎料系列的熔化特性、加工性能、润湿性进行了实验研究 .结果表明 :PN - 2 ,APN - 2高温活性钎料具有良好的塑性变形能力 ,对结构陶瓷具有优异的润湿性 ,可直接钎焊结构陶瓷和结构陶瓷 /金属组件     

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。     

界面反应层厚度对Ti／ZrO2钎焊接头强度的影响

通过活性钎料Ａｇ６６Ｃｕ３０Ｔｉ４对ＺｒＯ２的浸润试验测定了钎料／陶瓷界面反应产物,浸润角和反应层厚度与温度的关系。将Ｔｉ和ＺｒＯ２在不同温度下进行钎焊连接,得出了接头强度和钎焊温度（即反应层厚度）的关系,存在一最佳厚度,此时可获得较高的连接强度。     

时效处理对Sn—Ag—Cu—Bi无铅钎料显微组织和力学性能的影响

主要研究了时效处理对Sn-3Ag-0．5Cu、Sn-3Ag-0．5Cu-1Bi、Sn-3Ag-0．5Cu-3Bi无铅钎料显微组织和力学性能的影响，并根据试验结果讨论了Bi元素的作用。试验结果表明：Bi的加入提高了钎料的抗拉强度，但降低了其延伸率。通过在不同温度下时效处理，在含Bi的钎料中，Bi在Sn基体中析出，而含Bi的钎料表现出相对稳定的力学性能。这可归因于Bi的固溶强化与弥散强化作用的转化。     

Ag—CdO触头与Cu触桥感应钎焊工艺研究

对ＡｇＣｄＯ触头与Ｃｕ触桥的感应钎焊工艺进行了系统的研究．分析了钎焊温度、保温时间、钎焊间隙对钎着率、组织形态和力学性能的影响规律，并确定了钎着率和组织形态均为良好的最佳工艺规范．通过分析表明：钎料中锌元素烧损是钎缝生成共晶体组织的本质所在；触头的钎焊强度不仅与钎着率有关，而且还受钎缝组织形态的影响，即当钎着率在７５％以上时，触头钎焊强度随钎缝中共晶体组织的增加而降低．因而应从钎着率和组织形态两方面综合考核触头的钎焊质量．     

散热器用钎料的成份改进及性能探讨

本文根据金属学原理及钎焊润湿性原理，以铅－锡钎料为基，以降低钎料熔点和增加其润湿性为目的，以Ａｇ，Ｈｇ，Ｃｄ，Ｓｂ，Ｂｉ为改善钎料的添加元素，通过正交试验，提出了一种含锡量的１４％的新钎料。这种新钎料的工艺性能可与含锡４０％的铅－锡钎上媲美。     

快冷与普通Al-Cu钎料Cu元素扩散能力的比较

利用快速凝固技术和传统铸造技术分别制备出成分相同的Al-Cu快冷钎料薄带和普通钎料.将2种钎料在4种钎焊温度(590、600、610、620℃)和4种保温时间(5、10、15、20 min)下与纯铝进行真空钎焊,借助差热分析(DTA)、扫描电镜(SEM)、X衍射(XRD)、能量色散谱仪(EDS)对2种钎料的熔点、钎缝微观组织和Cu元素的扩散行为进行了研究.研究结果表明:快冷钎料元素分布均匀,晶粒细小,晶粒形态为胞状,而普通钎料成分有偏析,元素分布不均匀,且晶粒大小不一,晶粒形态多为枝晶;快冷钎料的熔点比普通钎料的熔点低3.0℃,结晶区间缩小1.2℃.在相同的钎焊条件下,快冷钎料Cu元素的扩散能力均比普通钎料的扩散能力强.钎焊温度较低时,普通钎料和快冷钎料的Cu元素的扩散能力差别较大;随着钎焊温度的升高和保温时间的延长,两者的差别减小.     

新型Au-Ag-Ge钎料的性能及焊接界面特征

根据Au-Ag-Ge三元相图,制备2种新型钎料合金Au-19.25Ag-12.80Ge和Au-21.06Ag-13.09Ge(质量分数,%)。利用差热分析仪和Sirion200场发射扫描电镜对钎料的熔化特性及显微组织进行分析,并对其与纯Ni的润湿性加以研究。研究结果表明:Au-19.25Ag-12.80Ge合金的性能较好,其熔化温度范围为446.76～494.40℃,结晶温度区间为47.64℃;焊接温度在510～550℃范围内时,Au-19.25Ag-12.80Ge钎料合金与Ni基体具有良好的铺展性和润湿性,焊接时钎料合金与Ni基体之间形成了一条连续的金属间化合物层,能谱分析表明该金属间化合物层为Ge3Ni5,由于该化合物较脆,过厚的金属间化合物层使焊接接头的剪切强度下降,故应适当控制焊接工艺以获得理想的焊接界面组织。     

快速凝固Al-Si-Cu-Zn-Re粉末钎料的制备及其性能

采用快凝技术制备了粒度50-90 μm的亚共晶Al-Si-Cu-Zn-Re快凝粉末钎料,对其性能进行了分析.实验结果表明,快凝钎料液相线降低了5 ℃.与普通钎料相比,快凝Al-Si-Cu-Zn-Re粉末钎料润湿角提高了2.5,抗剪强度提高了28%.快凝钎料组织细小均匀无偏析现象,在钎焊过程中与母材扩散性能好,有利于提高润湿性和接头抗拉强度.采用快速凝固方法制备粉末钎料,不仅工艺简单,储存、使用方便,且可获得性能更优良的钎料,并可用于开发新型钎料.     

低熔点铝基钎料的性能

采用真空感应熔炼炉制备低熔点Al-Si-Cu-Zn-Sn多元合金钎料,以Cu为主要降低钎料熔点的元素,Zn和Sn作为既降低钎料的熔化温度,又提高钎料的润湿性和流动性的元素.通过对钎料的性能测试表明:该钎料液相线温度为528.8℃,可在560℃钎焊6063铝合金,钎焊接头剪切强度达到母材抗拉强度的80%,并且该钎料具有良好的润湿性和流动性,可以用于锻铝及部分硬铝合金的钎焊.     

复合钎料的研究进展

以复合钎料进行钎焊,对于异种材料的钎焊,特别是陶瓷和金属的钎焊是一种很有潜力的方法。在传统钎料中加入一定比例的各种形态的高温合金、碳纤维和陶瓷颗粒作为增强相所制成的复合钎料,具有合适的热膨胀系数,可有效降低因母材热膨胀系数不同而导致的钎焊接头处的残余应力,同时可提高钎焊接头的综合性能。按照传统复合材料的分类方式,从增强相尺寸的角度将复合钎料分为微米级增强复合钎料和纳米级增强复合钎料,分析复合钎料的特点及研究现状。通过分析不同尺寸增强相复合钎料对钎焊接头组织和力学性能的影响可知:与微米级增强复合钎料相比,纳米级增强复合钎料具有更加均匀且良好的组织结构,并能获得更高的接头强度。目前,有关纳米级增强复合钎料钎焊的增强机理尚未得到充分的研究,将成为今后研究工作的重点。     

微量添加元素Bi,In,Ag在Sn—Pb钎料中的表面活性作用

采用一种新的液态合金表面张力测试方法测定了二元液态Ｓｎ－Ｐｂ钎料表面张力值随Ｓｎ含量及温度的变化关系，研究了添加微量Ｂｉ，Ｉｎ，Ａｇ元素在低Ｓｎ含量Ｓｎ－Ｐｂ钎料中的表面活性作用，指出Ｂｉ和Ｉｎ能显著地降低钎料合金系的表面张力，具有较强表面活性作用，而Ａｇ对钎料合金系表面张力值的降低作用较小，表面活性作用较弱。