铪与铜钎焊接头的组织与强度

采用72Ag-28Cu钎料对铪与铜进行了真空钎焊试验,钎焊温度为820~920℃,保温时间为1~45 min。研究了钎焊温度与保温时间对Hf/72Ag-28Cu/Cu钎焊接头组织和强度的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)观察钎焊接头组织形貌,用能谱仪(EDS)进行化学成分分析,用X射线衍射(XRD)进行物相分析。结果表明:随着钎焊温度的升高与保温时间的延长,接头剪切强度先升高后降低;在钎焊温度为840℃、保温时间为15 min的真空钎焊条件下,钎缝中的各相分布均匀,且尚未粗化,相比温度升高和保温时间延长获得的大块连续状相而言更有分布优势,起到了弥散强化的作用,并有利于应力的缓解释放,此时剪切强度最高,达到了最大的201 MPa,钎缝内形成了良好的结合界面;钎焊接头界面生成了Cu51Hf14,Cu8Hf3金属间化合物,但Cu-Hf化合物过多会对缺陷比较敏感,易产生裂纹,降低接头强度;Cu-Hf化合物过少导致没有形成良好冶金结合;因此,钎焊温度过高或过低,保温时间过长或过短对接头强度都不利。接头的界面结构为Hf/Cu-Hf化合物+Hf基固溶体/Hf基固溶体+Ag-Cu共晶组织+Cu-Hf化合物+Cu基固溶体/Cu。     

TiZrNiCu钎料钎焊TZM合金与ZrC_p-W复合材料界面组织与性能

采用TiZrNiCu非晶钎料实现了TZM合金与ZrC_p-W复合材料的真空钎焊连接,通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)及X射线衍射(XRD)等方法分析了接头界面的微观组织结构、生成产物及钎焊温度对界面组织及接头性能的影响,确定了接头的断裂位置和断裂方式。研究结果表明:钎焊接头的典型界面结构为TZM/Mo(s,s)+Ti(s,s)+(Ti,Zr)_2(Ni,Cu)/Ti(s,s)+(Ti,Zr)_2(Ni,Cu)/(Ti,Zr)_2(Ni,Cu)/ZrC_pW。随钎焊温度升高,TZM一侧扩散层逐渐变宽,其内部的线状条纹变多、增宽,而钎缝逐渐变窄,靠近ZrC_p-W一侧反应层宽度变化不大,钎料向TZM一侧扩散增快、Mo及W颗粒向钎料中的溶解加快。接头的抗剪强度随钎焊温度升高先升高后降低,当钎焊温度为1020℃、保温10 min时,接头获得最大抗剪强度为121 MPa。断口分析表明,断裂位置位于TZM母材与钎缝之间的反应层,断裂方式为脆性断裂。     

TiZrNiCu钎料真空钎焊TZM合金接头界面组织及力学性能

采用Ti-Zr-Ni-Cu非晶钎料箔实现了TZM合金的真空钎焊连接,研究了钎焊温度和保温时间对接头界面微观组织结构及力学性能的影响。通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)分析了接头界面组织及物相成分、确定接头的断裂位置和断裂方式,通过X射线衍射仪(XRD)分析确定接头中存在的物相。研究结果表明:接头典型界面组织为TZM/Ti-Mo固溶体+(Ti,Zr)2(Ni,Cu)/TZM,随着钎焊温度或保温时间的增加,钎缝中Ti-Mo固溶体的含量增加,(Ti,Zr)2(Ni,Cu)相含量减少,且Ti-Mo固溶体中Mo元素的原子比例增加,钎缝与母材连接界面处、母材中的裂纹状结构含量增加。随钎焊温度或保温时间的增加,接头剪切强度先增大后减小,当钎焊温度1020℃,保温时间20 min时,接头具有最大剪切强度105 MPa。断口分析表明,断裂位置为钎缝与母材连接界面,断裂方式为解理断裂兼部分沿晶断裂。     

Ti对A1-Ag-Cu反应扩散连接SiCp/2618A1复合材料接头组织及力学性能的影响

采用Al、Ag、Cu等混合粉末作为中间夹层对铝基复合材料(SiCp/2618A1)进行反应扩散连接,通过在中间夹层中添加Ti,研究了Ti对接头组织结构和力学性能的影响.研究结果表明:在连接温度540℃,保温60min的情况下,Ti的加入改善了Al-Ag-Cu共晶液相对铝基复合材料表面Al2O3氧化膜和SiC颗粒的润湿性.可以获得均匀致密度高的连接接头;接头主要由Ag、AI和AI-Ag固溶体组成,在其中分布了少量的Al4Cu9、Al3Ti、Ag2Al和SiC;接头的剪切强度随Ti添加量的增加而提高,但过多的加入Ti反而降低接头的剪切强度.当Ti添加量为2.1%(质量分数)时,连接效果最好,接头剪切强度可达到101MPa.     

浸渍工艺对炭/炭复合材料力学性能的影响

通过对浸渍前后C/C复合材料抗弯性能、剪切性能和耐压性能的比较,分析了浸渍工艺过程对C/C复合材料力学性能的影响.浸渍工艺使C/C复合材料力学性能有明显改善:抗弯强度由浸渍前的101MPa提高到浸渍后的159 MPa,剪切强度由浸渍前的8.6 MPa提高到浸渍后的12.1MP,抗压强度由浸渍前的82 MPa提高到浸渍后的136 MPa.浸渍前后C/C复合材料断口的扫描电镜照片分析可得出浸渍工艺的炭生长层有与CVD工艺类似的微现结构的结论.     

钎焊真空度对铜与铪钎焊接头组织及性能的影响

采用72Ag-28Cu钎料对铜与铪进行真空钎焊试验.钎焊温度为840℃,保温时间为15 min,真空度试验范围为5.0×10-2~8.0Pa.研究了钎焊真空度对铜与铪钎焊接头组织及性能的影响,采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)观察钎焊接头的组织形貌,采用ZWICKZ050电子万能材料试验机测试接头剪切强度.结果表明:随着钎焊真空度的升高,接头剪切强度呈先升高后降低的趋势;在钎焊温度为840℃、保温时间为15 min时,较佳的钎焊真空度为2.0×10-1Pa.     

不锈钢/碳钢拉拔钎焊复合管的实验研究

采用拉拔-钎焊的方式制备不锈钢/碳钢复合管,应用金相显微镜观察钎焊后复合界面的微观形貌,实验测试了钎焊温度和保温时间对复合强度的影响。研究发现,钎焊后金属间形成致密的冶金结合,随钎焊温度增加,金属间的剪切强度提高,当温度大于1150℃时,剪切强度从295MPa缓慢增加,随钎焊保温时间剪切强度呈先增大后降低规律。保温3h时剪切强度最大为301MPa。     

SnAg0.5CuZn0.1Ni/Cu钎焊接头的界面组织与力学性能研究

通过金相显微镜、X射线衍射仪、透射电子显微镜、扫描电子显微镜和拉力试验机,研究了不同钎焊工艺参数对SnAg0.5CuZn0.1Ni/Cu无铅微焊点界面组织、金属间化合物层厚和力学性能的影响。结果表明,添加0.1%Ni能显著细化SnAg0.5CuZn钎料合金的初生β-Sn相和共晶组织;当钎焊温度为270℃、钎焊时间为240s时,钎焊接头的剪切强度达到最大,为45.6 MPa;钎焊接头界面区粗糙度、金属间化合物层厚度和钎焊接头的剪切强度均随着钎焊工艺参数的变化而变化。     

浸渍工艺对炭/炭复合材料力学性能的影响

对浸渍前后C／C复合材料抗弯强度、剪切强度和耐压强度进行了对比,分析了浸渍工艺过程对C／C复合材料力学性能的影响。结果表明,浸渍工艺对C／C复合材料力学性能有明显提高,抗弯强度由浸渍前的101MPa提高到浸渍后的159MPa,剪切强度由浸渍前的8．6MPa提高到浸渍后的12．1MPa,耐压强度由浸渍前的82MPa提高到浸渍后的136MPa。分析浸渍前后C／C复合材料断口的扫描电镜照片,得出浸渍工艺与CVD工艺的生长层具有类似的微观结构。     

(Cu-50TiH_2)+SiC_p复合粉体焊料连接石墨/铜接头的微观结构

碳材料与铜的连接在汽车及能源等领域具有潜在的应用。采用Cu、TiH2和SiC粉末组成的复合粉体焊料在950℃/10min工艺条件下真空钎焊石墨与铜,并研究复合粉体焊料中SiC含量对石墨/铜接头剪切强度的影响。结果表明,复合焊料中添加SiC有利于接头室温剪切强度的提高。当SiC体积分数为10%时,接头室温剪切强度最高,为19.2MPa。微观分析表明,连接过程中,复合粉体焊料中TiH2分解产生的Ti与SiC发生原位反应,生成TiC、Ti5Si3及Ti3SiC2等反应产物;另外,Ti与石墨母材发生界面反应形成厚度为2~3μm的TiC反应层,Ti和Cu则形成Ti3Cu4等金属间化合物。由于Ti3SiC2在高温下具有塑性,可在一定程度上缓解石墨/铜接头的残余热应力。同时,晶须状和颗粒状的反应产物弥散分布在连接层中,对接头起强化作用,也有利于石墨/铜接头性能的提高。     

C/C复合材料抗氧化技术(Ⅱ)

讨论了C/C复合材料氧化的机制及其抗氧化途径的理论依据和具体方法;重点综述了涂层抗氧化的研究现状、制备方法、制备涂层的关键问题及典型的抗氧化涂层,指出该研究领域应加强的研究方向.     

炭/炭复合材料切削加工试验研究

C/C复合材料是飞机刹车副的新型摩擦结构材料,作者探讨了其结构和机械物理性能的特殊性及机械切削加工的特点,用SEM观察了不同切削条件下切屑的断口形貌,用5种不同的刀具材料、刀具角度及几何形状相同的刀具,在一定的切削工艺参数条件下,对该材料进行切削试验.以刀具的前刀面和,或后刀面的磨损率为判据,最佳刀具材料为YG8.C/C复合材料的切削过程中,刀具的磨损极为严重,刀具磨损的主要机理是粘着磨损和磨粒磨损。     

高性能炭/炭刹车盘的纤维分布与基体炭特性

炭/炭刹车盘是炭/炭(C/C)复合材料制成品中制造难度最大的一种,除了对其基体炭的结构有特殊要求外,炭纤维预制体的结构也是影响其使用性能的一个关键性因素.该文作者采用先进检测设备对一些高性能炭/炭刹车盘进行了详细的检测、分析.结果显示:高性能炭/炭刹车盘的预制体是由叠层厚度约为0.5 mm、重复单元为…60°/90°/60°/90°…的连续长炭纤维层和厚度约为0.5 mm的短纤维层经针刺而成,其针刺密度约为2.2 hole/mm2.该刹车盘的CVD炭为RL结构炭,并且炭纤维间结合紧密,炭刹车盘的石墨化度高达89.2%.     

热解碳结构对炭/炭复合材料摩擦磨损性能的影响

通过控制化学气相沉积(CVD)工艺条件,得到粗糙层、光滑层、过渡层等几种具有不同微观结构的热解碳。金相观察、摩擦磨损性能的测试结果表明:热解碳的微观结构对炭/炭复合材料的摩擦磨损性能有重大影响;粗糙层结构的炭/炭复合材料摩擦因数高,热稳定性好,是一种优良的摩擦材料;光滑层结构的炭/炭复合材料摩擦因数低,磨损小,可以用作耐磨材料。     

Catalytic graphitization of carbon/carbon composites by lanthanum oxide

Graphitized carbon/carbon composites were prepared by the process of catalytic graphitization with the rare-earth catalyst, lantha-num oxide (La2O3), in order to increase the degree of graphitization and reduce the electrical resistivity. The modified coal tar pitch and coal-based needle coke were used as carbon source, and a small amount of La2O3 was added to catalyze the graphitization of the disordered carbon materials. The effects of La2O3 catalyst on the graphitization degree and microstructure of the carbon/carbon composites were investi-gated by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and Raman spectroscopy. The results showed that La2O3 promoted the formation of more perfect and larger crystallites, and improved the electrical/mechanical properties of carbon/carbon composites. Carbon/carbon compos-ites with a lower electrical resistivity (7.0 ???m) could be prepared when adding 5 wt.% La2O3 powder with heating treatment at 2800 oC. The catalytic effect of La2O3 for the graphitization of carbon/carbon composites was analyzed.     

微碳硅铁中碳的分析技术研究

硅铁作为冶金行业中的一种重要原料,主要作为中间合金用于铸造和合金冶炼时添加剂、脱氧剂等,随着新工艺、新技术及新材料的不断发展,对其中碳元素的要求及分析技术也越来越高.     

Imaging of carbon granulomas of the breast following carbon track localization

Three cases of carbon granuloma are described following the instillation of carbon solution at the time of stereotactic fine needle aspiration for pre-operative localization of impalpable mammographic abnormalities. If the carbon track is not excised following carbon instillation the retained carbon may result in a granuloma. This may present as a new mass on subsequent clinical or mammographic follow-up.     

炭/炭复合材料磷酸盐涂层的抗氧化性能

采用浸渍技术制备多种炭/炭复合材料磷酸盐抗氧化涂层.在700℃下测试涂层的抗氧化性能,结果表明:浸渍混合成分磷酸盐涂层的炭/炭复合材料的抗氧化性能明显高于浸渍单一成分磷酸盐涂层试样,其最佳抗氧化效果为20 h氧化的质量耗损率仅为0.98％.采用SEM观察相关试样氧化实验前后的表面形貌,发现单一磷酸锌或者磷酸锰的涂层在氧化时挥发严重,单一磷酸铝的涂层则发生团聚:混合组分的涂层成分的挥发则得到有效抑制,无团聚现象,并提出了混合磷酸盐的复合抗氧化机制.     

航空刹车用C/C复合材料坯体结构研究

为了探索降低航空刹车用C/C复合材料成本、提高性能的有效方法,对国外炭/炭刹车材料的部分力学性能和热导率进行了测试,并利用金相显微镜对其坯体结构进行了观察分析,在此基础上,自制了一种针刺整体毡,进行CVD增密,并与炭布叠层坯体的结果对比.结果表明:国外航空刹车用C/C材料的层间剪切强度和垂直方向热导率比较高,坯体趋向于使用针刺毡;针刺整体毡由无纬布和网胎交替叠层,经针刺而成,这种结构具有孔隙分布均匀、气体扩散通造多、Z向纤维含量高的特点,为CVD增密创造了良好条件;自制针刺整体毡坯体经700h CVD增密,小样密度可达1.81g/cm~3,大样密度达1.75g/cm~3,且能继续增密,与炭布叠层坯体相比,采用针刺整体毡可显著缩短CVD周期.