玻璃与铝共阳极连接工艺研究及界面机理分析

研究了铝与玻璃的阳极连接方法,采用公共阳极法和直流电源实现了玻璃/铝/玻璃的多层连接,这为多层晶片的连接以及复杂微电子装置的没计提供方法和理论基础.通过SEM、EDS和GD-OES分析手段分析了玻璃/铝的结合界面.采用instron-5544万能材料试验机进行拉伸实验发现断裂发生在玻璃基体中,这表明界面的结合强度高于玻璃基体的强度,SEM断口形貌分析表明断裂界面呈贝壳状的解理断面,说明运用公共阳极可以实现多层晶片的良好键合.实验表明在温度为350℃ ～ 450℃,电压在为400～ 800V时,玻璃-铝-玻璃的键合质量较高.     

铝电解槽熔体涡运动对界面变形影响仿真研究

维持较小的铝电解槽内铝液—电解质界面变形对控制极距（ACD）进而降低电解能耗具有重要的意义。以某300 kA预焙阳极铝电解槽为例,采用有限元分析软件ANSYS和计算流体力学软件CFX进行了电磁流场仿真,解析得到铝液—电解质的界面变形和熔体涡结构分布情况。研究发现,界面在涡结构的内部区域下凹而在涡外部边缘则向上隆起,相邻大涡连接区域的界面隆起高度较大;提高槽内水平电磁力分布的对称性可使熔体涡运动更为均匀,也是减小界面波动并维持规则的界面变形的有效途径。     

QAl10-4-4/TC6双金属连接界面组织与力学性能分析

铜合金/钛合金双金属材料能发挥各自的性能优势,兼具轻质、耐磨、高强等优异性能。本文通过真空热压扩散法连接QAl10-4-4铝青铜和TC6钛合金,并采用显微组织观察和剪切强度测试等方法,研究了直接连接和添加AgCuZnCd连接的QAl10-4-4/TC6双金属的界面组织和力学性能,探究了连接参数与中间层对QAl10-4-4/TC6双金属连接质量的影响规律,分析了双金属界面过渡层形成机理,建立了连接工艺-界面组织-力学性能的内在关联。结果表明：直接扩散连接的QAl10-4-4/TC6双金属连接质量较差,生成的金属间化合物导致界面上生长了贯穿长裂纹,剪切强度仅有21 MPa;添加AgCuZnCd连接QAl10-4-4/TC6双金属后界面金属间化合物减少,当连接温度为850 ℃时,界面剪切强度最大为178.19 MPa,温度超过850 ℃时,双金属界面强度迅速降低。     

CuW70合金与纯铝的连接特性

采用氩气保护电弧熔焊和钎焊的方式实现对纯铝和CuW70合金的整体连接。利用金相显微镜、XRD、SEM、EDS、显微硬度计和拉压万能试验机等手段研究结合界面的微观组织、相组成、元素分布、力学性能及断口特征。结果表明,利用电弧熔焊和钎焊技术可实现铝材与钨铜假合金的有效连接,2种连接方式在结合界面均形成了"锯齿状"的过渡区,有元素的互扩散现象,存在Cu_(0.4)W_(0.6),CuAl,Cu_9Al_4和CuAl_2等多种固溶体或化合物,过渡区宽约0.5~0.7mm,两者的结合强度约71~95MPa,与铝的强度极限相当。钎焊在连接界面处表现为准解理脆性断裂,电弧熔焊则在界面连接处有钨颗粒的拔出现象。     

铝电解槽中Marangoni对流研究

Marangoni对流是由界面张力梯度引发的,通常发生在界面张力存在梯度的多相流中.铝电解槽内熔体运动是典型的两相流问题.为此,从工业电解槽中电解质内酸度分析出发,指出该界面上界面张力存在梯度.正是这个梯度引发了铝电解槽中的Marangoni对流.在FLUENT环境下,建立了简单的铝电解槽二维两相流模型对Marangoni对流进行数值模拟.结果表明,电解质/铝液界面张力梯度引发的Marangoni对流对铝电解槽熔体运动和界面变形的影响可以忽略.     

AZ31/1060爆炸复合板界面区组织与性能研究

爆炸焊接是应用爆炸载荷使基板和复板面复合的固相连接技术,将镁合金和纯铝复合形成层状复合材料有望拓宽镁合金的应用。本文通过爆炸焊接成功地实现了AZ31镁合金和1060纯铝的面复合,应用光学显微镜(OM),扫描电镜(SEM),透射电镜(TEM)及电子式万能试验机和维氏硬度计对AZ31/1060结合界面处的显微组织、成分分布、力学性能进行测试和分析。结果表明,应用爆炸焊接技术可以使AZ31镁合金和1060纯铝的焊合率达到99.4%;结合界面成波形结构,爆炸焊接过程中,界面处发生元素扩散;随着到界面距离的增加,镁合金的显微组织逐渐从形变带过渡到细晶区再转变为拉长晶粒区,远离界面的组织以等轴晶为主;AZ31/1060爆炸复合板抗拉强度为175 MPa,延伸率为3.3%,剪切强度为62.2 MPa,在拉伸断裂过程中镁合金先断裂然后纯铝断裂,结合界面处不发生开裂;界面处镁合金一侧存在高硬度区,厚度约为200μm。     

超细晶Cu/AI异种材料搅拌摩擦焊组织与性能研究

超细晶材料综合性能优异,但组织热稳定性较差,焊接后接头组织容易发生异常长大,使其性能急剧下降。因此,合适的连接工艺对大尺寸超细晶结构件的应用具有重要工程意义。以超细晶铜、粗晶铝以及粗晶铜、粗晶铝作为结构母材,采用热输入量小的搅拌摩擦焊（FSW）工艺进行连接探索,系统观察了铜铝接头组织与性能。结果表明,超细晶铜与铝接头界面处元素互扩散能力较强,形成较多的Al4Cu9 金属间化合物;在焊接过程中,当搅拌头转速为1000 r/min,焊接速度为50 mm/min时,粗晶铜与铝接头硬度可达HV 211,超细晶铜与铝焊接接头可获得良好的力学性能。     

温度对纯铁与低活性铁素体钢扩散连接界面行为的影响

以Fe-50Cu合金粉末为中间层,对纯铁与低活性铁素体钢进行真空压力烧结扩散连接,采用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对中间层的显微组织、连接界面的元素分布和拉伸断口形貌进行观察与分析,并对连接件进行抗拉强度测试,研究连接温度对纯铁与低活性铁素体钢烧结扩散连接界面行为的影响。结果表明:在700~800℃温度范围内,随连接温度升高,中间层的孔隙减少、致密度提高;且随连接温度升高,中间层与母材界面的元素互扩散加强,连接界面逐渐模糊,形成较强的冶金结合,从而使连接界面的抗拉强度提高。连接温度为800℃时,连接件的界面抗拉强度达到251.19 MPa,连接强度大于母材纯铁的强度,断裂发生于纯铁中。     

CA-MIG热源处理下钛/铝异质合金界面显微组织特性

采用Al-Si5焊丝进行TC4钛/1060铝异质结构的CA-MIG连接,采用SEM、EDS等显微分析手段对不同热输入下所获接头的Ti/Al界面显微组织特点、界面附近元素分布进行分析,研究Ti/Al界面特性随热源热输入变化的演变规律。结果表明,CA-MIG热源热输入对Ti/Al界面显微组织具有显著影响。当热源热输入低于0.91 kJ/cm时,钛与铝基焊缝之间仅形成了一层界面反应层。当热源热输入处于0.91~1.55 kJ/cm时,钛与焊缝之间形成了两种Ti/Al界面,一种为单层结构的齿状Ti(Al,Si)₃;另一种由α-Ti(Al,Si)均匀层、Ti₅Si₃纳米颗粒+Ti(Al,Si)₃混合层、齿状Ti(Al,Si)₃层3层结构组成。当热源热输入超过1.55 kJ/cm后,除了上述两种Ti/Al界面外,局部微区钛合金发生熔化,与铝基焊缝之间形成了成分复杂的熔合区,熔合区内存在大量的裂纹缺陷。     

铝镁包覆挤压材料界面微观组织与力学性能研究

采用反向挤压技术将AZ31镁合金和纯铝材料在不同温度下挤压形成包覆棒材。挤压过程中纯铝包覆在镁合金外侧,镁铝间形成冶金结合界面,实现了镁铝双金属的复合。挤压完成后使用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)及能谱(EDS)分析技术对镁铝包覆挤压合金进行了组织及力学性能分析,重点研究了铝镁合金结合界面处化学成分过渡及相结构的演化与分布,同时采用显微硬度计测试了镁铝结合界面的显微硬度。结果表明,通过反向热挤压工艺可以得到表面光洁、无明显缺陷的铝镁合金包覆挤压制品。在高温高压条件下,镁铝复合金属在界面结合区发生了元素扩散,铝镁合金浓度出现明显的梯度变化,进而在结合界面上发生冶金反应,形成约350μm厚的金属间化合物层,物相分析表明在靠近镁合金基体一侧生成富镁相Al12Mg17,靠近纯铝一侧生成富铝相Al3Mg2,主要为脆性相生成。沿包覆棒材横截面直径方向从边部到芯部进行显微硬度测试,结果表明,该合金包覆型材具有明显的力学不均匀性,在铝镁结合界面处的硬度高于两侧基体材料,其峰值硬度可达HV 200以上,包覆型材在结合界面的组织差异和强度、硬度失配导致结合界面的力学性能急剧弱化,容易产生开裂。     

双极性膜电渗析法回收钨酸钠溶液中的游离氢氧化钠

以游离碱，氢氧化钠的迁移率、电能消耗、电流效率、渗析槽电压、温度等经济、技术指标为目标函数，对制约双极性离子交换膜电渗析的重要变量进行了试验，其中包括：电流密度和碱液初始浓度等。结果表明，电能消耗（E／kWh／T）与电流效率（n／％），彼此成反比关系；游离碱氢氧化钠的初始浓度与电流密度是制约电能消耗与电流效率的主要参数；提高游离碱初始浓度，不仅有利于提高电流效率，也有利于减少电能消耗；但是，当游离碱初始浓度增加到2．0mol／L时，开始出现拐点，此后，电流效率略有下降，然而，电能消耗维持恒定。对于6级并联渗析槽而言，如果电流密度与游离碱初始浓度分别设定为：电流密度i=73．3mA／cm2、游离碱初始浓度C=2．0～2．5mol／L，那么电能消耗低于2500—3000kWh／t氢氧化钠溶液。     

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定电炉熔炼黄磷电尘灰中镓

镓是广泛应用于电子工业和核能工业的重要稀散金属,对电炉熔炼黄磷电尘灰中镓含量的准确测定是从电炉熔炼黄磷电尘灰中提取镓的重要环节,以罗丹明B萃取-分光光度法测定黄磷电尘灰中的镓含量,结果准确,但操作繁琐、周期较长,难于快速测定电炉熔炼黄磷电尘灰中镓含量。试验采用王水-氢氟酸-硫酸体系溶解样品,选择Ga 417.20nm为分析谱线,建立了电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定电炉熔炼黄磷电尘灰中微量镓的分析方法。校准曲线线性相关系数为0.9999;方法中镓的检出限为0.0021μg/mL,测定下限为0.010μg/mL。按照实验方法测定电炉熔炼黄磷电尘灰中镓含量,结果的相对标准偏差(RSD,n=11)为0.11%,加标回收率为99%~107%;按照实验方法测定电炉熔炼黄磷电尘灰样品中镓,并与罗丹明B萃取-分光光度法测定结果进行比对,结果相一致。     

中国电炉炼钢降本增效关键点分析

分析了中国电炉炼钢的产量、装备、重点消耗指标现状情况，总结了中国电炉钢占比低于世界平均水平、电炉大型化取得一定成绩、电炉废钢单耗降低趋势出现扭转等特点，并从多角度提出电炉炼钢降本增效的关键环节，即电价改革、炉料结构优化、炉型选择、工艺节能、绿色化和智能化、管理创新与标准化体系建设等。同时提出电炉炼钢迎来发展机遇期，建议继续加大技术研发和应用力度，多方共同努力实现电炉炼钢可持续发展。     

冶金石灰窑鼓风机的电流分析

针对石灰窑鼓风机风量下调时变频器输入侧电流小于输出侧,且频率下降越多,两侧电流相差越大的现象,对其各部分的能量转换进行了具体分析,从中得出了电流的变化规律.     

静电涂油机涂油室上部电场分布的影响因素

涂油机是冶金企业生产中的重要设备,其涂油室电场对涂油质量有至关重要的作用,有限元分析软件ANSYS是电场分析的有效软件。涂油室的电场分布的改变会影响整个涂油机的喷涂效果。基于ANSYS有限元分析软件,建立了涂油室三维电场的有限元模型,然后对各个参数的变化对上部电场的影响进行了分析研究,为结构的优化设计和最佳的电场分布提供了有效的依据。     

高频开关电源在变电所的应用

对济钢第一炼铁厂变电所操作电源进行改造 ,应用高频开关电源替代原装设补偿电容器的硅整流电源 ,实现了操作电源不间断供电和二次回路可靠动作 ,保证了变配电系统的安全稳定运行     

中小型铝电解厂供电系统调度运行方式的探讨

公司2 0 0kA电解槽投产后,用电负荷增大,自备电厂负荷小,不能满足生产需求,由于所在地区电网薄弱,供电不稳定,特别是遇到发、供电设备检修和突发故障时,电流强度波动大,对电解槽生产影响较为严重。根据这种现状,经过长期运行实践,制定了不同设备检查及故障状态下35kV发、供电系统生产调度运行的最佳方式,保证了企业正常生产,提高了企业经济效益     

电场时效对铝锂合金性能和断裂特征的影响

研究了电场时效处理对 14 2 0合金板材性能的影响 ,探讨了其作用机理。研究发现 ,电场时效可在一定程度上提高合金的延伸率 ,且试样作负极时效果更明显 ;但电场对合金的强度几乎没有影响 ;电场时效还改变了合金的断裂方式 ,减小了沿晶分层断裂比例 ,增加了穿晶断裂比例和微区塑性变形。电场是通过对空位的作用来影响合金的析出相变、PFZ的形成和合金元素的晶界偏析 ,从而改善合金的性能     

我国电炉钢生产现状及发展前景

我国电炉钢产量逐年上升,2007年已接近5 000万t,同时电弧炉容量趋向大型化,2007年≥50 t电弧炉产能约占电炉钢总产能的83.5%,电耗接近300 kWh/t,冶炼周期≤60 min,平均电极消耗2.43 kg/t,但炉料结构、生产钢种、节能环保等方面的技术开发仍需加大力度,未来我国电弧炉流程仍有很大发展空间。     

对连铸结晶器钢液施加电脉冲提高铸坯等轴晶率的研究

从结晶器施加电脉冲的输入能量、电脉冲频率、钢液过热度角度,探讨电脉冲技术提高铸坯等轴晶率的效果.在攀钢1