Al2O3/TC4合金钎焊接头中TiB晶须对接头组织结构及力学性能的影响

分别采用CuTi、CuTi+B和CuTi+TiB2钎料,在钎焊温度为930℃,保温时间为10min条件下,钎焊连接Al2O3和TC4合金。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜和压剪试验等方法,研究了接头中生成的TiB晶须对接头组织结构及力学性能的影响。结果表明:B或TiB2粉的添加均可在钎焊接头中原位自生TiB晶须。当钎料中添加B粉时,接头中原位自生的TiB晶须比添加TiB2时的尺寸小。原位自生的TiB晶须可将Al2O3/TC4合金钎焊接头界面分为5个区域,各区分布满足延性–刚性–延性结构,此结构有助于减小降低接头残余应力,提高接头抗剪强度。采用CuTi+TiB2钎料时,Al2O3/TC4合金钎焊接头的抗剪强度最大为143 MPa,比用CuTi钎料时所获接头强度提高了239%。     

Ag-CuO-B2O3钎料空气反应钎焊连接Al2O3陶瓷机理

以Ag-CuO-B2O3为钎料,采用空气反应钎焊法连接了Al2O3陶瓷,在接头中合成了新型Cu2Al6B4O17晶须.研究了连接温度与保温时间对接头显微结构、性能以及生成的晶须结构的影响.结果表明:钎焊过程中,Al2O3与钎料中的CuO、B2O3发生反应生成Cu2Al6B4O17晶须,获得性能优异的可靠接头.保温时间为...     

Al2O3/Cu70Ti25Zr5/Nb界面结构及强度

本研究选用Cu70Ti25Zr5活性钎料钎焊Al2O3/Nb,通过对Al2O3/Cu70Ti25Zr5/Nb界面结构及接头性能研究,旨在进一步揭示Al2O3/含Ti活性钎料间界面反应机制,并为指导工程应用提供最佳工艺参数。借助扫描电镜,能谱,X射线衍射探讨了Al2O3/Cu70Ti25Zr5/Nb钎焊接头界面结构,并采用拉剪试验评价了接头强度,研究结果表明,时间0.6ks,温度小于1223K,界面产生了3种新相：Cu2Ti4O,Ti0.5Zr0.5O0.19,CuTi,界面结构为Al2O3/Cu2Ti4O Ti0.5Zr0.5O0.19/CuTi/Cu固溶体＋CuTi,温度大于1293K,界面产生了Cu2Ti4O,Ti,CuTi3种新相,界面结构为Al2O3/Cu2Ti4O/Ti固溶体／CuTi/Cu固溶体＋CuTi,在1293K,0.6ks条件下,接头剪切强度最高达到162MPa,温度大于或小于1293K,强度下降。     

Al_2O_3/Cu_(70)Ti_(25)Zr_5/Nb界面结构及强度

本研究选用Cu70 Ti2 5 Zr5 活性钎料钎焊Al2 O3/Nb .通过对Al2 O3/Cu70 Ti2 5 Zr5 /Nb界面结构及接头性能研究 ,旨在进一步揭示Al2 O3/含Ti活性钎料间界面反应机制 ,并为指导工程应用提供最佳工艺参数 .借助扫描电镜、能谱、X射线衍射探讨了Al2 O3/Cu70 Ti2 5 Zr5 /Nb钎焊接头界面结构 ,并采用拉剪试验评价了接头强度 .研究结果表明 ,时间 0 .6ks ,温度小于 12 2 3K ,界面产生了 3种新相 :Cu2 Ti4O ,Ti0 .5 Zr0 .5 O0 .1 9,CuTi,界面结构为Al2 O3/Cu2 Ti4O +Ti0 .5 Zr0 .5 O0 .1 9/CuTi/Cu固溶体 +CuTi;温度大于 12 93K ,界面产生了Cu2 Ti4O ,Ti,CuTi 3种新相 ,界面结构为Al2 O3/Cu2 Ti4O/Ti固溶体 /CuTi/Cu固溶体 +CuTi.在 12 93K ,0 .6ks条件下 ,接头剪切强度最高达到 162MPa ,温度大于或小于12 93K ,强度下降     

AgCuTi钎料钎焊2Si-B-3C-N陶瓷接头的微观结构及力学性能

采用Ag Cu Ti钎料对2Si-B-3C-N陶瓷自身进行了真空钎焊,研究了接头典型微观形貌及工艺参数对接头组织和抗剪强度的影响。研究表明:采用Ag Cu Ti钎料可实现2Si-B-3C-N陶瓷自身的良好连接。在900℃保温10 min条件下,接头界面反应产物为Ti C、Ti Si2和Ti Si,且Ti Si呈树枝状扎钉在Ti Si2层边缘,弥散分布在接头中,对接头起到强化作用。从陶瓷侧面至钎缝中心,接头组织结构依次为2Si-B-3C-N/Ti C/Ti Si2/Ti Si/Ag(ss)+Cu(ss)。接头抗剪强度随着温度升高和时间增加,均呈先增大后减小趋势。在900℃保温10 min条件下,接头抗剪强度最高,达到138 MPa。     

温度及表面金属化对铝基复合材料与可伐合金真空钎焊的影响

采用Al63-Cu22-Ti5-Si10钎料,研究了55%SiCp/6063Al复合材料和可伐合金之间的真空钎焊工艺,分析了钎焊温度和复合材料表面镀层材料对接头抗剪强度和显微硬度的影响规律,并对接头的显微组织进行了研究。结果表明钎焊温度和复合材料表面镀层对接头的力学性能影响很大,在同样的焊接参数下,复合材料表面镀铜的试样,其抗剪强度要高于无镀层和镀镍的试样,镀铜试样的最高抗剪强度为92.8 MPa。当钎焊温度从560℃增加到580℃时,接头的抗剪强度逐渐降低再上升,经过不同表面处理的试样均在钎焊温度为560℃时达到最大抗剪强度。钎焊温度相同时,镀铜试样的显微硬度均最高,而镀镍试样的显微硬度最低。焊缝组织致密,没有出现孔洞和未润湿等钎焊缺陷,钎焊完成后,接头中镀层被钎料取代而消失。在保温时间为30 min、真空度6.5×10-3 Pa条件下,采用Al63-Cu22-Ti5-Si10钎料,55%SiCp/6063Al复合材料与可伐合金真空钎焊合理钎焊温度为560℃,合理镀层为镀铜。     

Ti-Ni钎料钎焊连接ZrC-SiC复合陶瓷接头的界面组织

采用Ti-Ni高温钎料对ZrC-20%(体积分数)SiC复合陶瓷进行了钎焊连接,研究了钎料中Ni的含量对界面微观组织以及钎焊接头力学性能的影响,通过调节钎料成分实现了对界面反应速率的控制。结果表明:Ti-83%(摩尔分数)Ni共晶钎料钎焊ZrC-SiC时,界面发生剧烈反应并形成约50μm厚的过渡层,反应产物主要为Ni2Si以及C;当采用Ti-61%Ni共晶钎料钎焊ZrC-SiC时,Ni首先与SiC发生反应,其反应产物C与Ti继续反应生成TiC;随钎料中Ni含量降低,以及TiC化合物对Ni原子扩散的阻碍作用导致界面反应速率下降,反应层厚度为10～15μm。当钎料中Ni含量降至50%时,界面形成了单一TiC层,厚度约为5μm。在3种钎焊接头中,采用Ti-61%Ni共晶钎料的钎焊接头界面组织从陶瓷到钎缝均匀过渡,其抗剪强度达到127MPa。     

保温时间对低体积分数SiCp/A356复合材料真空钎焊影响

在真空度为10-3 Pa、加热速率为20 ℃/min、加热温度为565℃的条件下,使用Al-5 Si-28Cu-Zn-Ti钎料,采用不同保温时间分别对体积分数20％的SiCP/A356复合材料进行真空钎焊,测定了钎焊接头的抗剪切强度以及接头显微硬度,分析了不同保温时间对钎焊接头性能的影响.结果表明,接头抗剪强度和焊缝硬度均随保温时间的延长先增加后减小.当保温时间25 min时,钎焊接头抗剪强度最大,为28.35 MPa,此时,焊缝硬度最高,为127.2HV.对比不同保温时间下钎焊接头综合性能,25 min保温时间最好.     

Ni–Ti钎料钎焊ZrO_2陶瓷的界面组织及接头的力学性能

采用Ni–Ti钎料实现ZrO_2陶瓷自身的钎焊连接,研究接头组织结构以及钎焊保温时间对界面组织和力学性能的影响。结果表明:在1 350℃保温10 min的钎焊条件下,陶瓷与钎料界面处生成TiO+Ni_2Ti_4O反应层,TiO紧靠陶瓷呈非连续层状分布,Ni_2Ti_4O呈连续层状分布,焊缝中心区域由NiTi和Ni_3Ti构成。随着保温时间的延长,反应层中TiO逐渐减少直至消失,Ni_2Ti_4O层的厚度逐渐增大;当保温时间为40 min时,Ni_2Ti_4O层中出现明显的裂纹。接头剪切强度随着保温时间的延长呈先增大后减小的趋势,当保温时间为30 min时,接头剪切强度达到最大值88.7 MPa。     

热压法制备Al2O3/TiB2/AlN/TiN复合陶瓷

将金属Al,Al3Ti和TiB2以AlTiB中间合金的形式引入Al2O3基体材料中,利用热压法制备Al2O3/TiB2/AlN/TiN复合陶瓷.探讨了复合陶瓷致密化程度与AlTiB体积含量之间的关系.复合陶瓷在烧结过程中属过渡液相烧结.烧结过程中Al,Ti和N2(保护气氛)通过化学反应生成新相AIN和TiN.对热压烧结后材料的硬度、断裂韧性和抗弯强度进行了测试和分析.分析了复合陶瓷的力学性能随AlTiB体积含量变化的规律.比较了复合陶瓷1500℃和1600℃的相对密度及力学性能.探讨了复合陶瓷断面断裂方式的变化对其力学性能的影响,并分析了AlTiB中间合金的细化特性.     

PbO-SiO2-Al2O3玻璃钎料钎焊65vol％SiCp/6063Al复合材料的工艺与性能研究

在大气环境下使用PbO-SiO2-Al2 O3玻璃钎料对65vol％SiCp/6063Al复合材料进行440～500℃之间的低温钎焊.通过对玻璃钎料润湿性能的研究确定了钎焊试验的温度和时间范围;通过剪切试验研究了钎焊工艺参数对接头强度的影响.试验结果表明,随温度的升高,玻璃钎料对母材的润湿性会提高,但温度超过480℃后,润湿角下降不明显.在大气环境下,通过使用玻璃钎料可实现65vol％SiCp/6063Al复合材料间较好的钎焊连接效果.钎焊工艺参数对接头强度影响很大,在钎焊温度为480℃,保温时间为30 min时,钎焊接头剪切强度最大,达到41.77 MPa.     

TiZrCuNi钎料真空钎焊c-BN的研究

试验采用本公司生产的TiZrCuNi活性钎料,将不同体积分数的c-BN与TiZrCuNi活性钎料均匀混合后进行真空钎焊,对钎料与c-BN颗粒界面的微观结构及形成机制进行分析,并对不同体积分数制备的c-BN钎焊试样的结合强度和耐磨性能进行了测定。结果表明:TiZrCuNi钎料中的Ti元素向c-BN颗粒表面富集并与c-BN颗粒表面B和N元素发生反应,形成TiB_2和TiN。c-BN体积分数在50%左右时,钎焊试样结合强度高,耐磨性能好。     

Na2SiO3电解液体系中CaCl2/MgCl2加入量对Ti6Al4V合金微弧氧化膜层特性的影响

本文以Na2SiO3为基础电解液体系,加入一定量的CaCl2及MgCl2,对Ti6Al4V合金表面进行微弧氧化,研究CaCl2及MgCl2的加入对Ti6Al4V合金表面微弧氧化膜形成过程及其特性的影响规律。试验结果表明:CaCl2及MgCl2加入量从0.05g/L增加到0.35 g/L的过程中,正向起弧电压分别从350V增加至358V、330V增加至369V。SEM形貌分析显示,随着电解液中CaCl2的加入量增加,氧化膜层表面的孔洞减少,膜层表面出现直径约为5μm的颗粒状陶瓷,膜层变得疏松;MgCl2的加入量增加,氧化膜表面孔洞减少。EDS分析结果显示加入CaCl2、MgCl2的电解液中获得的膜层组成元素分别是Ti、Na、Al、Si、P、O,与基础电解液体系相比较,Ca元素有所增加,Mg元素变化不明显。XRD分析结果表明,CaCl2加入到电解液中出现了更多的金红石相TiO2的衍射峰;MgCl2加入电解液中之后,锐钛矿相TiO2有所增加。     

原位合成Al6．1 Cu1．2 Ti2．7／Al2O3／TiAl复合材料及热力学分析

采用真空热压烧结方法在Ti—Al—CuO体系下原位合成了Al6.1 Cu1.2 Ti2、Al2O3物相共同增强的TiAl基复合材料。通过DSC,XRD以及相关热力学计算研究了热压反应过程。结果表明：Al在高温熔化后对Ti、CuO颗粒润湿并发生反应,Ti颗粒表层形成中间产物TiaAly,在富Ti区生成稳定TiAl相;CuO颗粒表层由于Al-CuO置换反应的发生,生成稳定的Al2O3相和活度较高的Cu单质,一定条件下TiaAly与Cu反应形成Al6.1Cu1.2Ti2.7三元相。     

纯钛TA2真空钎焊用Ti-19Zr-40Cu钎料的研究

采用"电弧熔炼-真空甩带-球磨(氩气环境)"的方式制备Ti-19Zr-40Cu钎料,熔化温度范围903.5～909.5℃,实现在低于TA2的β转变温度的条件下对TA2进行真空钎焊。研究结果显示,在真空度为3.0 E-3 MPa,钎焊温度为950℃,保温时间为5 min的条件下进行钎焊,钎料具有较好的润湿性能,钎焊接头的力学性能良好。     

球磨工艺对钛合金粉末颗粒尺寸的影响

针对Ti-6Al-4V合金粉末制备过程中存在的问题,采用机械合金化法制备Ti-6Al-4V合金粉末。利用SEM等手段分析研究了球磨时间和转速对合金粉末颗粒形貌、尺寸的影响。结果表明,球磨后,合金粉末的组织形貌发生了变化,形状向近球状发展,颗粒尺寸变细;随着球磨时间的延长,合金粉末的粒度减小,当球磨时间超过60h以后,粒度变化不大;当球料比为20∶1时,合金粉末粒度最小,球料比过小,细化不充分,合金粉末出现聚集现象。     

用塑性金属工艺制备Al-Al2O3复合无碳滑板

以板状刚玉、电熔白刚玉、α-Al2O3微粉、金属Al粉为原料、热固性酚醛树脂为结合剂,利用过渡塑性相工艺在埋炭条件下于1 450℃保温6 h烧成制备Al-Al2O3复合无碳滑板。当Al含量为9%(质量分数)时,复合滑板的综合物理性能最佳,其显气孔率为4.1%,体积密度为3.27 g/cm3,常温耐压强度为410MPa,1400℃保温30min后复合滑板的高温抗折强度为60.7MPa。通过设计化学反应并控制烧结气氛制备的复合滑板中,部分过渡相Al与材料中的C和气氛中的CO、N2反应生成Al4C3和AlN复合相,Al4C3进一步与材料中的Al2O3反应生成Al4O4C、Al2OC增强相,剩余的游离态Al仍为金属塑性相。Al-Al2O3复合滑板化学稳定性高、氧含量低,不含碳且不易水化,用于洁净钢时不会产生二次C、O、H及其它杂质的污染。     

热压烧结Al2O3-ZrB2-SiC复相陶瓷的高温力学性能研究

为提高Al2O3陶瓷的高温力学性能,采用热压烧结工艺(烧结温度1 800℃,烧结压力20 MPa,保温1 h)制备了Al2O3-ZrB2-SiC复相陶瓷(简称AZS),并研究了ZrB2含量对Al2O3基陶瓷高温抗折强度和抗热震性的影响。结果表明:1)在Al2O3基陶瓷中加入第二相ZrB2能有效改善材料的高温抗折强度和高温强度保持率,在1 000和1 200℃时,加入20%体积分数ZrB2的AZS陶瓷试样具有最高的高温抗折强度,而加入24%体积分数ZrB2的AZS陶瓷试样具有最高的高温强度保持率。2)AZS陶瓷的抗热震性能优于纯Al2O3陶瓷。经100℃温差急冷后,加入20%体积分数ZrB2的AZS陶瓷具有最高的残余强度,比纯Al2O3陶瓷提高了17.2%;经300和500℃温差急冷后,加入24%体积分数ZrB2的AZS陶瓷都具有最高的残余强度,比Al2O3陶瓷分别提高了35.3%和20.9%。     

原位SrO.6Al2O3/Ce-TZP复合材料的显微结构与力学性能

通过在Ce-TZP基体中加入AlOOH和SrCO3制备了原位SrO@6Al2O3棒晶/Ce-TZP复合材料,研究了材料的显微结构和力学性能.结果表明,原位生成的SrO@6Al2O3棒晶在基体中分布均匀,复合材料的力学性能有明显的提高.在相当于Al2O3加入量为30vo1%时,强韧化效果最好.原位棒晶增韧和相变增韧起到协同增韧的作用.     

钎料Zr含量对Ti–13Nb–13Zr/ZrO2钎焊接头界面组织及性能的影响

实现钛合金与Zr O₂陶瓷的生物相容性连接对于扩展其在生物医学领域的应用具有重要意义。采用Sn–Zr钎料成功实现了Ti–13Nb–13Zr合金和Zr O₂陶瓷的连接。运用SEM、EDS、XRD分析了TNZ/Zr O₂接头的界面组织与反应产物，通过剪切试验测试了接头的力学性能，并研究了Zr含量对钎焊接头的界面组织和性能的影响。研究表明，TNZ/Zr O₂接头典型界面微观组织为TNZ/Ti₆Sn₅/β-Sn+Zr(s,s)+Zr Sn₂/m-Zr O₂/Zr O₂，其中m-Zr O₂可以促进陶瓷与钎缝的冶金结合。随着Zr含量的增加，钎缝中Zr(s,s)含量逐渐增多，体积逐渐增大，Zr Sn₂相含量也相应增加，而β-Sn在钎缝中的占比逐渐减小。剪切试验表明，当Zr含量为6%(摩尔分数)时，钎焊接头的剪切强度达到最高，为25.6 MPa。接头的断裂路径分析...