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泡沫铝合金异型件形成过程中的冶金结合

褚旭明王辉何德坪何思渊

材料研究学报

采用多块均匀分布过剩TiH₂的球形孔泡沫铝合金作为坯料置于异型件模具中, 用二次泡沫化方法制备出具有均匀孔结构的高孔隙率泡沫铝合金合金异型件. 用光学显微镜和层析X射线成像仪(X--CT)观察异型件的冶金结合界面结构, 并对异型件冶金结合界面的拉伸性能进行了实验研究. 结果表明, 采用二次发泡方法在发泡温度700--900℃、发泡时间250--800 s条件下, 可以实现泡沫铝合金的有效冶金结合; 形成的异型件结合界面连接机制分为界面机械连接与界面扩散连接; 泡沫铝合金异型件冶金结合面的抗拉强度随着孔隙率的升高而降低, 泡沫铝合金异型件的孔隙率为74.9\%时, 结合界面处抗拉强度与泡沫铝合金的本体强度相当.

关键词: 金属材料 , shaped Al alloy foam , two--step foaming , interfacial structure , tensile strength

INTERFACIAL STRUCTURE AND PHASE REACTION IN SiC/NiCr ALLOY JOINT

J. C. Feng , M. Naka , J. C. Schuster(School of Materials Science and Engineering , Harbin Institute of Technology , Harbin , 150001 , China , Joining and Welding Research Institute , Osaka University , Mihogaoka 11 - 1 , Ibaraki , Osaka 567 , Japan , Institute of Physical Chemistry , University of Vienna , Austria )

金属学报(英文版)

Bonding of SiC to SiC using Ni and Ni - 25at%Cr foils was performed at high temperature.Interface structures and reaction phases were investigated by EPMA analyses and XRD diffraction method, re- spectively. At a bonding temperature of 1273K Ni reacts with SiC and forms various Ni silicides con- taining graphite baside SiC. Ni3Si without graphite was formed at Ni side.The interface structure of SiC/Ni joint was SiC/Ni2Si + C/Ni31 Si12 + G/Ni3 Si/Ni. At the interface between SiC and Ni- 25at%Cr alloy the Ni silicide was only Ni2Si at the same bonding temperature,and further(Cr, Ni)7 (Si, C)3 carbide was formed between Ni silicide + graphite zone and Ni - 25at%Cr alloy.The interface structure of SiC/Ni - 25at%Cr alloy was SiC/Ni2Si + C/(Cr, Ni)7 (Si, C)3+Ni(ss. Cr, Si)/Ni - 25at%Cr.

关键词: interfacial structure , null , null , null

Ni71 CrSi 中间层钎焊连接 C／C 复合材料与镍基高温合金 GH3044

张鑫 , 史小红 , 王杰 , 李贺军 , 李克智

中国材料进展 doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2013.11.05

以Ni71CrSi为中间层在1180℃×30 min 的钎焊条件下，对 C/C 复合材料和镍基高温合金进行钎焊试验。研究了Ni71 CrSi对C/C复合材料和表面 SiC改性的 C/C复合材料的润湿性。利用扫描电子显微镜、能谱分析仪、万能试验机和微米压痕仪分别对接头的界面组织、显微硬度和剪切断裂过程进行了研究。结果表明，表面未改性的 C/C 复合材料在连接过程中直接失效，而表面SiC改性的 C/C复合材料与镍基合金的接头连接良好，且接头剪切强度达到35.08 MPa，断裂方式呈假塑性断裂。机理分析表明，镍基钎料较好地润湿表面SiC改性的C/C复合材料，接头的显微硬度分布呈中间高两边低的变化趋势，且形成了表面改性C/C/Ni（s.s）＋Cr7C3＋Ni3Si/Ni（s.s）＋Cr3C2＋Ni3Si/Ni（s.s）＋Cr3C2＋MC ＋Ni3Si/Ni3Si ＋MC ＋Ni （ s.s）/GH3044界面结构。

关键词: C/C复合材料 , 镍基高温合金 , 钎焊 , 界面结构 , 断裂方式

辅助电磁场作用下的铝基复合材料钎焊接头界面微观组织及其分析

于治水 , 李瑞峰 , 祁凯

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2010.02.018

采用Zn-Al钎料,以铝基复合材料SiC/A356为研究对象,对该材料辅助电磁场作用下的钎焊工艺及其接头界面微观行为进行了探索性的研究.试图通过电磁场效应,控制液固界面处强化相的推斥/吞没行为,并对不同交变方波电流峰值作用下的接头微观组织进行分析.研究结果表明,在磁场强度为0.5T,交变电流频率为100Hz,电流峰值为70A时SiC强化颗粒的行为得到了有效的控制,避免了SiC强化相颗粒在界面处的偏聚行为,获得了SiC强化相颗粒在钎缝中均匀分布的铝基复合材料钎焊接头.

关键词: 电磁场 , 铝基复合材料 , 钎焊 , 界面组织

Effect of Interface on Mechanical Property of Steel-mushy Al-20Sn Bonding Plate

武汉理工大学学报-材料科学版(英文版)

关键词:

Al-Si-Ge钎料钎焊Cu/Al接头组织与性能研究

牛志伟 , 叶政 , 刘凯凯 , 黄继华 , 陈树海 , 赵兴科

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2016.00342

首次采用Al-5.6Si-25.2Ge钎料对Cu/Al异种金属进行了炉中钎焊,分别从钎料的熔化特性、铺展润湿性、Cu侧界面组织以及钎焊接头强度等方面进行了系统研究,并与Zn-22Al钎料钎焊结果进行对比。结果表明,Al-5.6Si-25.2Ge钎料具有较低的熔化温度(约541 ℃),同时在Cu、Al母材上均具有良好的铺展润湿性。Al-5.6Si-25.2Ge/Cu界面由CuAl₂/CuAl/Cu₃Al₂三层化合物组成,其中CuAl和Cu₃Al₂呈层状,厚度较薄,仅为1~2 μm;CuAl₂呈胞状,平均厚度约为3 μm。Zn-22Al/Cu界面结构为CuAl₂/CuAl/Cu₉Al₄,其中CuAl₂层平均厚度高达15 μm。接头抗剪切强度测试结果表明,Zn-22Al钎料钎焊Cu/Al接头抗剪切强度仅为42.7 MPa,而Al-5.6Si-25.2Ge钎料钎焊Cu/Al接头具有更高的抗剪切强度,为53.4 MPa。

关键词: Al-Si-Ge钎料 , Cu/Al接头 , 界面组织 , 抗剪强度

TiB2基陶瓷-42CrMo合金钢层状复合材料界面结构与力学性能

陈硕 , 张龙 , 赵忠民 , 程兆刚

复合材料学报 doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160229.001

采用自蔓延高温合成离心熔铸工艺可以快速制备出TiB2基陶瓷-42CrMo合金钢层状复合材料,并在层间界面上形成TiB2基陶瓷/Fe-Ni合金相三维网络跨尺度连续梯度复合结构,使层状复合材料分为陶瓷基体、中间过渡区与合金钢基底3层结构.通过材料力学性能测试并结合FESEM、HRTEM观察,得出正是由于层间界面上原位生成TiB2基陶瓷/Fe-Ni合金的三维网络跨尺度连续梯度复合结构,使复合材料不仅具有高的弯曲强度与断裂韧性,而且又使之在三点弯曲测试时呈现出明显的“假塑性”力学行为特征.同时,陶瓷基体附近界面上TiB2基陶瓷/Fe-Ni基合金复合结构裂纹互锁效应与中间过渡区上TiB2微纳米/纳米晶沉淀强化机制的协同作用又使TiB2基陶瓷-42CrMo合金钢层状复合材料具有高的层间界面剪切强度.

关键词: 层状复合材料 , 自蔓延高温合成离心熔铸 , 界面结构 , 跨尺度梯度演化 , 力学行为

Al-Si-Ge钎料钎焊Cu/Al接头组织与性能研究

牛志伟 , 叶政 , 刘凯凯 , 黄继华 , 陈树海 , 赵兴科

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2016.00342

首次采用Al-5.6Si-25.2Ge钎料对Cu/Al异种金属进行了炉中钎焊,分别从钎料的熔化特性、铺展润湿性、Cu侧界面组织以及钎焊接头强度等方面进行了系统研究,并与Zn-22Al钎料钎焊结果进行对比.结果表明,Al-5.6Si-25.2Ge钎料具有较低的熔化温度(约541℃),同时在Cu、Al母材上均具有良好的铺展润湿性.Al-5.6Si-25.2Ge/Cu界面由CuAl2/CuAl/Cu3Al2三层化合物组成,其中CuAl和Cu3Al2呈层状,厚度较薄,仅为1～2 μm;CuAl2呈胞状,平均厚度约为3μm.Zn-22Al/Cu界面结构为CuAl2/CuAl/Cu9Al4,其中CuAl2层平均厚度高达15μm.接头抗剪切强度测试结果表明,Zn-22Al钎料钎焊Cu/Al接头抗剪切强度仅为42.7 MPa,而Al-5.6Si-25.2Ge钎料钎焊Cu/Al接头具有更高的抗剪切强度,为53.4 MPa.

关键词: Al-Si-Ge钎料 , Cu/Al接头 , 界面组织 , 抗剪强度

醇化改性蓖麻油基聚氨酯/n-HA复合支架材料的结构及力学性能

李丽梅 , 左奕 , 杜晶晶 , 李吉东 , 孙斌 , 李玉宝

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2013.12608

有机/无机材料的两相界面作用和均匀复合是影响复合支架材料性能的主要因素.本研究通过工艺改进,对聚氨酯软段成分进行改性得到醇化蓖麻油,经原位聚合发泡制备出多孔复合支架,较好地实现了纳米羟基磷灰石(n-HA)颗粒的均匀分散.结果表明,改性聚氨酯基体有效增加了羟基值,其与极性n-HA两相界面复合良好,无明显界面分相和颗粒团聚发生.支架孔径分布均匀,但支架材料的孔隙率、孔径大小和结晶度略有减小.红外光谱和X射线衍射分析表明,n-HA和醇化蓖麻油基聚氨酯基体的分子间存在丰富的氢键和化学键,促进了无机-有机相的相容性和稳定性.醇化改性和纳米无机粒子添加对材料性能的协同作用有效改善了支架的力学性能,复合支架的压缩强度和模量均大幅增长.该种n-HA/聚氨酯复合支架有望用于进一步的骨再生和骨组织工程研究.

关键词: n-HA , 改性聚氨酯羟基磷灰石复合支架 , 醇化蓖麻油 , 界面结构 , 力学性能

泡沫铝冶金连接及其界面结构与力学性能研究

单既万 , 胡正飞 , 王宇 , 姚骋 , 张振

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2017.08.019

以Zn-10Al合金作为粘结合金,采用功率超声辅助的热浸镀法进行泡沫铝板的冶金连接,采用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)观察接头组织及界面结构,采用X射线能谱仪(EDS)测定界面处元素分布,对样品进行拉伸实验和摆锤冲击实验,并与无功率超声辅助样品和胶接样品比较.功率超声辅助冶金接头密实连续,Zn、Al元素相互扩散,在界面处连续分布;无功率超声辅助接头中存在大量气孔等缺陷.功率超声辅助冶金接头的拉伸性能和冲击性能均优于无功率超声辅助接头和胶接接头.在功率超声辅助下进行连接时,其空化作用和声流能较彻底地破除泡沫铝基体表面的氧化膜,同时能够促进组织均匀化、去气除杂,有利于形成良好的冶金结合和致密的冶金接头.

关键词: 泡沫铝 , 扩散连接 , 功率超声 , 界面结构 , 力学性能