双道次搅拌摩擦焊后Cu-Al接头的成型及界面组织

对异种金属纯铜、纯铝板材进行了搅拌摩擦单道次焊与双道次焊试验,试验中采取搭接焊方式,使用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)对焊接接头成型及组织进行研究.结果表明:单道焊能够形成良好的搭接接头,但易出现孔洞缺陷,双道次焊能消除单道次焊接产生的孔洞缺陷.单道次焊的界面金属间化合物由Al_2Cu层和Al_4Cu_9层组成,双道次焊后的界面金属间化合物只有Al_2Cu层.单道次和双道次焊接后金属间化合物层总厚度小于1μm,双道次焊后界面金属间化合物层更薄.     

铁铝原子在金属间化合物形成中的扩散

采用铁铝扩散偶,研究铁铝原子在化合反应中的扩散和金属间化合物的形成机理,扩散偶在铁铝低共熔反应温度上下进行热处理,结果表明,扩散偶在低于共熔反应温度处理时,在扩散偶铁－铝界面铁的一侧,通过铝原子的扩散,形成了富铝相金属间化合物ＦｅＡｌ２;而在高于共熔反应温度处理时,则在铁－铝界面上,通过铁、铝原子的互扩散形成了金属间化合物Ｆｅ３Ａｌ５,并随时间向两旁生长,两种化合物均为多孔体。研究发现铁、铝原子的     

Al膜和衬底Ti间的反应和互扩散

本文研究了厚度为1.25μm Al 膜与 Ti 衬底间在580～800℃反应时,金属间化合物TiAl 及 Ti_3Al 的生长规律,并用 Boltzmonn—Matano—Heuman 和 Wagner 方程计算了Al 在化合物中的互扩散系数及扩散激活能,找出了扩散系数随温度和时间的变化规律.Al 在TiAl 及 Ti_3Al 中的扩散激活能 Q_r 及 Q_a,分别为0.73+0.1eV 和 0.59+0.1eV.     

退火温度对铜/铝复合板剥离性能的影响

采用异步轧制方法制备铜/铝复合板,用电子万能试样机、扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)等分析测试手段,研究扩散退火对于铜/铝复合板结合强度、剥离裂纹位置及剥离断口化学成分的影响.研究发现,扩散退火使复合板结合强度降低,扩散层厚度随退火温度的提高而增大.复合板经350℃保温2h后,在铜/铝界面形成厚7.31μm的扩散层,经500℃保温2h后,形成厚15.53μm扩散层.退火态铜/铝复合板剥离裂纹位于靠近扩散层中间的富铝层,剥离断裂处的金属间化合物为CuAl和CuAl2.退火时形成的脆性金属间化合物以及轧制过程中形成的裂纹及未结合区是造成结合强度降低的主要原因.铜/铝轧制复合板宜采用低于350℃温度进行退火.     

一种新的滑动剪切技术测量Al-Cu合金的互扩散系数

液态金属扩散系数是液态金属最重要物理参量之一,也是金属材料设计与工业生产应用的必要参数.本文建立了一种新的测量液态金属互扩散系数的技术——滑动剪切技术,该技术避免了传统长管测量技术中升温过程的影响,能够显著地提高测量互扩散系数的精度.利用该技术测量了1023 K时Al70Cu30-Al90Cu10扩散偶的扩散系数,发现扩散系数在所研究的成分范围内呈现出有规律的成分依赖趋势.该结果为理解扩散的微观机制和其结构依赖关系提供了新的证据.     

Au-Sn焊点异质界面的耦合反应及其对力学性能的影响

为了探讨Au-Sn异质焊点耦合界面反应对界面IMC层生长行为及焊点力学性能的影响,采用回流焊技术制备Ni/AuSn/Ni和Cu/AuSn/Ni三明治结构焊点,通过扫描电子显微镜(SEM)与能谱分析(EDS)研究焊点在钎焊与老化退火中的组织演变。研究结果表明:在钎焊中Ni-Ni焊点的Au Sn/Ni界面形成(Ni,Au)_3Sn_2金属间化合物(IMC)层,而Cu-Ni焊点的AuSn/Ni界面形成(Ni,Au,Cu)_3Sn_2四元IMC层,表明钎焊过程中上界面的Cu原子穿过Au Sn焊料到达Ni界面参与耦合反应。在老化退火中,界面IMC层的厚度l随退火时间t延长而逐渐增大,其生长规律符合扩散控制机制的关系式:l=k(t/t_0)~n。在160℃和200℃退火时,(Ni,Au)_3Sn_2层的生长以晶界扩散和体积扩散为主。由于Cu原子的耦合作用,(Ni,Au,Cu)_3Sn_2层的生长以反应扩散为主。Cu-Ni异质界面焊点中,Cu的耦合作用抑制了Au Sn/Ni界面(Ni,Au,Cu)_3Sn_2IMC层的生长,减缓了焊点剪切强度的下降速度,有利于提高焊点的可靠性。     

多酸基MOFs光催化降解染料性质的研究

采用水热法合成了金属有机骨架材料(MOFs)HKUST-1(化合物1),多酸基MOFs材料[Cu_2(BTC)_(4/3)(H_2O)_2]_6[HPMo_(12)O_(40)]·(C_4H_(12)N)_2·xH_2O(化合物2)和[Cu_2(BTC)_(4/3)(H_2O)_2]_6[HPW_(12)O_(40)]·(C_4H_(12)N)_2·xH_2O(化合物3).使用X-射线粉末衍射(XRD)仪对样品的纯度进行了表征.选择了尺寸不同、所带电荷不同的亚甲基蓝、罗丹明B和甲基橙三种染料分子进行光催化降解实验.研究结果表明,化合物2和化合物3对亚甲基蓝和罗丹明B都表现出很好的光催化降解效果,在染料废水处理方面存在着潜在的应用前景.     

铝/铜复合界面金属间化合物

冷轧复合板轧制后要进行一定的热处理以加强界面的结合强度,但同时也带来一定的问题如在界面形成不利于界面结合的化合物,本文对冷轧制备的铝/铜层状双金属片进行了研究,得到了不同退火温度和退火时间下扩散热处理后界面金属间化合物相的生长规律,初步建立了金属间化合物形成的动力学模型.     

Be/Cu/HR-1不锈钢扩散连接界面特性

以Cu为中间层材料,采用Greeble1500热模拟试验机对Be/HR-1不锈钢进行扩散连接试验,利用PME Olympus Tokyo光学显微镜、扫描电镜(SEM)、显微硬度计(HV-1000)、X射线衍射仪研究分析了其界面特性.研究表明,Cu层过渡材料能有效阻碍Be和Fe之间的互扩散以及阻挡不锈钢中合金元素Ni、Cr等向铍基体的扩散,从而阻碍了它们之间金属间化合物在扩散区内的形成,但它也带来了新的金属间化合物如Be2Cu;金属间化合物优先沿晶界生成,呈三维网状分布;元素的扩散主要沿晶界进行,且扩散不是各个部位均等的向前推进,也没有单一的金属间化合物薄层形成;试样的断裂位置在Be/Cu界面处.     

机械合金化制备纳米Al_(70)Fe_(25)Ni_5合金

采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、差热分析仪(DTA)等研究了Al70Fe25Ni5元素混合粉末在机械合金化过程中的结构演变及热稳定性.结果表明:球磨0.5h后有部分非晶生成,球磨5h后的粉体,退火处理后生成Al5Fe2和Al3Ni2金属间化合物.球磨500h后得到纳米金属间化合物.     

Ti-Sn和Ti-Ni二元系中bcc相互扩散系数的实验测定及动力学计算

通过制备Ti/Ti-7%Sn、Ti/Ti-9%Sn和Ti/Ti-6%Ni扩散偶(7%,9%,6%均为原子分数),利用EPMA(electron probe micro-analyzer)技术测定了扩散偶的摩尔分数-距离曲线,根据摩尔分数-距离曲线用Den Broeder方法计算了TiSn和Ti-Ni二元系中bcc相在1 273,1 373和1 473K下的互扩散系数.利用DICTRA(diffusion controlled transformation)软件分别优化了Ti-Sn和Ti-Ni二元系中bcc相的扩散迁移率参数,计算结果和实验数据取得了良好的一致性.运用优化得到的扩散迁移率参数计算了扩散偶的摩尔分数-距离曲线,通过计算结果和实验数据比较表明,所优化的扩散迁移率参数具有良好的准确性与有效性.     

退火对轧制包覆碳钢/铝夹层带材组织与性能的影响

研究了轧制包覆法制备的碳钢/铝夹层带材的退火热处理工艺.利用OM,SEM,X射线衍射仪等分析了退火温度、退火时间等对复合界面金属间化合物生长的影响,在材料力学试验机上测试了复合带的主要力学性能.结果表明:退火过程中碳钢/铝复合带界面金属间化合物生成的临界温度为420℃,生成的金属间化合物主要为FeAl3相,化合物层的厚度约为10μm.420℃退火20 min是本实验得到的复合带最佳退火制度,退火后复合带的延伸率可达18.28%.退火后,当脆性金属间化合物层沿复合界面连续分布时,复合带的延伸率低于5%.     

Cu_4(Bbi)_4[SiW_(12)O_(40)]·H_2O的合成及电化学性质

利用离子热法合成了一种新颖的多金属氧酸盐超分子化合物Cu_4(Bbi)_4[SiW_(12)O_(40)]·H_2O.采用红外光谱、TGA光谱和单晶X射线衍射对该化合物进行了表征.结果表明,合成的化合物是一个具有很大空隙的一维梯形链,并由一维梯形链形成了三维超分子结构.电化学性质研究表明,该化合物可能是一种理想的电极材料.     

铜-铝系合金粉末压坯烧结机理

针对铜-铝系粉末压坯烧结出现的异常膨胀,采用熔铸中间合金γ_2(Cu_9Al_4)相实现 Al合金化,Cu-γ_2 预合金化处理,及添加羰基镍实现微量液相烧结等措施。解决了由于克肯达尔效应、相体积效应及相变潜热等综合作用引起的异常膨胀。为开发铜-铝系粉末冶金产品奠定了理论及实践基础。     

固相反应合成铜钨硫原子簇化合物

本文通过固相反应合成了两个新的铜钨硫簇合物[WS_4Cu_3(PPh_3)_3][WS_4Cu_2(PPh_3)_3]。采用外延 X—射吸收精细结构分析(EXAFS)、元素分析、红外光谱等方法对上述两个化合物的结构进行了表征,并对成簇规律进行了初步的探讨。     

多层 Ti/Al/Nb 复合界面变形后退火过程中金属间化合物的生长行为

三金属Ti–Al–Nb复合材料通过三个程序进行加工:热压、轧制和热压,然后进行后续轧制。 然后将制造的复合材料在 600、625 和 650°C 的温度下退火不同时间。 界面处的显微组织观察表明,塑性变形应变的增加显着影响了 TiAl₃金属间化合物层的演化并加速了层的生长。相反,施加的应变量不会显着影响 NbAl₃ 金属间化合物层厚度的演变。还发现Al和Ti原子在整个TiAl₃层中发生了扩散,但只有Al原子在NbAl₃层中扩散。 NbAl₃ 金属间化合物层生长缓慢是由于 Nb 原子缺乏扩散和 Al 原子与 Nb 原子反应的高活化能所致。     

Al/Fe/Ni界面固态扩散实验分析

采用“铆钉法”制备了含有Al／Fe／Ni和Fe／Ni两相界面和Al／Fe／Ni三相交接点的扩散偶,利用光学显微镜、扫描电镜背散射技术和微区能谱分析技术对扩散偶的界面反应区域进行了观察分析。结果表明,两相界面处金属间化合物新相的生成受扩散动力学和热力学双重因素的控制,Al／Ni和Al／Fe两相界面均生成富Al金属间化合物,Fe／Ni界面上只存在界面模糊的固溶体组织,Al／Fe／Ni三相交接点附近没有三元金属间化合物生成。     

SnAgNi钎料钎焊Ni镀层SiCp/Al复合材料的接头微观结构及剪切性能

采用Sn-2·5Ag-2·0Ni焊料钎焊了具有Ni(P)/Ni(B)和Ni(P)/Ni两种双镀层结构的SiCp/Al复合材料.结果表明,SnAgNi/Ni(B)/Ni(P)和SnAgNi/Ni/Ni(P)两种接头均生成唯一的金属间化合物Ni3Sn4.SnAgNi焊料与Ni(B)镀层之间的快速反应速度使Ni3Sn4金属间化合物具有高的生长速度.时效初期的SnAgNi/Ni/Ni(P)接头的剪切强度高于SnAgNi/Ni(B)/Ni(P)接头,但在250h时效后其剪切强度剧烈下降,低于SnAgNi/Ni(B)/Ni(P)接头.金属间化合物的生长及裂纹的形成是SnAgNi/Ni/Ni(P)接头失效的主要原因,而SnAgNi/Ni(B)/Ni(P)接头失效的主要原因是Ni(P)镀层中Ni原子的定向扩散使SiCp/Al复合材料与Ni(P)处产生孔洞.     

Ta-C化合物物理性质的第一性原理研究

【目的】难熔金属碳化物具有优异的物理化学性能,可在众多领域中广泛使用。【方法】利用基于密度泛函的第一性原理方法对Ta-C二元体系中的TaC、Ta_2C、Ta_4C_33个金属间化合物的热力学、力学性质以及电子结构进行计算研究。【结果】本研究晶格常数计算值和实验值一致,形成焓以及弹性常数计算值和其他理论值吻合。弹性模量计算值表明TaC具有最高的体积模量、剪切模量和杨氏模量,也即其脆性最大;而Ta_2C各个模量最小,其延展性最大。电子结构和电荷密度差显示Ta的d态电子和C的p态电子有杂化的现象,并且Ta-C之间呈现离子键特征。利用德拜模型得到了3个化合物在高温高压下的热物理性质,随着温度的增加,体积模量减小,而热容以及热膨胀系数增大,其中热容在1 000K以上变化越来越小,最后接近杜隆-珀蒂极限值。随着压强的增加,体积模量增大,而热容和热膨胀系数减小。【结论】在3个化合物中,TaC的强度最高,脆性最大,而Ta_2C的强度最低,延展性最好。     

南海疣状柳珊瑚中八放二萜类化学成分研究

【目的】为了证明疣状柳珊瑚(Verrucella umbraculum)中的主要化学成分是八放二萜类化合物,并获得结构新颖的八放二萜类化合物。【方法】采用硅胶柱色谱、Sephadex LH-20和反相半制备HPLC等方法分离化合物,根据波谱数据以及文献对照方法,确定其结构。【结果】从疣状柳珊瑚分离得到10个八放二萜类化合物,鉴定为junceellin A(1)、renillafoulin A(2)、praelolide(3)、(-)-11α,20α?epoxy-4-deacetyljunceellolide(4)、umbraculolide A(5)、umbraculolide C(6)、junceellolide A(7)、13-deacetylnui-inoalide A(8)、erythrolide T(9)、erythrolide U(10)。【结论】化合物3~10为首次从疣状柳珊瑚中分离得到,丰富了该属柳珊瑚中的化学成分类型。