钨与异种材料连接的研究进展

钨及其合金是制造各类电子光学材料、特殊合金、新型功能材料及有机金属化合物不可或缺的材料,它与异种材料钢、铜等连接形成新构件能够满足不同工作条件对材质的不同要求并发挥不同材料的性能优势,因此,实现钨/钢、钨/铜等异质材料高质量、高可靠连接,对于拓展钨及其合金在冶金、国防、电子、核电等领域的应用具有重要意义。但是,钨与钢、铜等的互溶性有限、物理化学性能差异较大,导致焊接性差。本文综述了国内外关于钨/钢及钨/铜连接技术的研究现状,并展望了钨与异种材料连接的技术方向和发展前景。     

湿化学法制备W-TiC复合粉体及其SPS烧结行为

采用湿化学法制备W-TiC复合粉体,然后采用放电等离子体烧结(SPS)技术制备超细晶W-TiC复合材料,并对其复合粉体形貌和烧结复合材料组织结构进行研究。结果表明,对原始TiC粉进行活化预处理,使TiC粉表面获得均匀分布的缺陷,提高TiC粉表面的的亲水性,通过化学还原获得第二相TiC颗粒,且均匀弥散分布于W基体晶界和晶粒内。采用SPS烧结技术获得的超细晶W-TiC复合材料晶粒尺寸为400 nm,致密度为95%,维氏显微硬度值HV0.2达到1280。     

非贵金属活化氧化铝陶瓷基板化学镀铜研究

提出一种新型的非贵金属活化法辅助二次化学镀的氧化铝陶瓷基板化学镀铜工艺,成功制备了表面完整、分布均匀的铜镀层,进一步通过冷场发射扫描电镜(FE-SEM)做了具体分析。可以发现,经预处理活化之后的氧化铝基板表面产生一定程度的表面缺陷,主要包括不同梯度的台阶,颗粒与颗粒之间的边缘化以及‘地道式’的孔洞。在第一次化学镀铜沉积一定量的铜颗粒之后表面仍存在大量的空隙,即未镀区域。但在二次化学镀工艺之后,表面完全覆盖镀层,其中镀层表面上小的圆球状(2~3μm)铜颗粒夹杂在大的胞状(4~5μm)颗粒之间,整体上为颗粒与颗粒的物理聚集然后通过堆垛而形成的。     

低能高通量氦离子辐照下W28Ta28V28Zr8Sc8高熵合金损伤行为研究

采用放电等离子烧结技术制备了W₂₈Ta₂₈V₂₈Zr₈Sc₈高熵合金,研究了高熵合金在低能量、高通量氦离子辐照下的损伤行为。结果表明,在相同He离子辐照参数下,高熵合金表现出比纯W更优异的抗辐照损伤性能。不同He离子能量条件下,高熵合金中出现严重Fuzz结构时的He离子能量阈值远高于纯W。在相同辐照参数下,高熵合金有着明显小于纯W的Fuzz层厚度。W₂₈Ta₂₈V₂₈Zr₈Sc₈高熵合金中不同相区在辐照后表现出不同的表面形貌特点,这与构成相区主要元素的He离子辐照行为有关。通过设计高熵合金的显微组织,可以获得优良的抗辐照材料。     

掺杂复合稀土氧化物对W-20Cu复合材料组织与性能的影响（英文）

以偏钨酸铵和硝酸铜为原料,采用EDTA-柠檬酸法制备了含有0%～0.8%(质量分数)稀土氧化物(Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9),SDC)的W-20Cu复合粉体,所制备的复合粉体经压制成形、1250℃烧结2 h后获得SDC/W-20Cu复合材料烧结体。对所制备复合粉体进行物相、形貌的表征;研究稀土氧化物的添加对SDC/W-20Cu烧结体的密度、组织结构和物理力学性能的影响。结果表明:所制备的W-Cu复合粉体平均粒度为100～200 nm;同时,SDC的添加对烧结体的密度和电导率会有轻微的影响,但能够抑制晶粒的长大并明显改善烧结体的力学性能。经1250℃烧结后,SDC/W-20Cu烧结体的相对密度均高于97%;当SDC的添加量为0.6%时,具有最大的抗弯强度和显微硬度HV,分别是1128 MPa和3180 MPa;此外,在室温和600℃的测试条件下,其最大的抗拉强度分别可以达到580和258 MPa。     

生物质锅炉管道耐腐蚀涂层的力学性能

采用高速电弧喷涂技术在20钢表面制备FeNiCrTi涂层.结合显微组织、显微硬度、扫描电镜分析、能谱分析、X射线衍射等分析方法对涂层的组织结构、力学性能及拉伸断口形貌进行研究分析.结果表明:FeNiCrTi涂层主要由固溶相的凝片叠加组成,中间夹杂着氧化物相、未熔颗粒相和孔隙;涂层具有较高的显微硬度和内聚强度,以及良好的抗热震性能.拉伸断口的微观特征为:固溶相的韧性韧窝特征、叠层间凝片分离脱开、未熔颗粒整体拔出.     

粉末冶金及放电等离子体烧结制备Fe-(12-14 mass％)Cr-Y2 03合金的性能

以高纯原始粉末为原料,采用机械合金化(MA)制备了合金粉末.利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和激光粒度分析仪等研究了合金粉末的微观形貌和晶粒尺寸及平均粒径在不同Cr含量和不同机械合金化时间下的变化规律.选择机械合金化40 h和50 h的合金粉末在950℃进行放电等离子体烧结(SPS)制备合金样品,然后使用天平和维氏硬度计分别测量合金样品的致密度和维氏硬度.结果表明:随着球磨时间的增加,Fe-Cr合金粉末平均粒径先下降,后在40 h出现上升点,然后下降;Fe-Cr-Y203合金粉末平均粒径先下降后上升.合金粉的晶粒尺寸都随球磨时间增加而不断减小.合金样品致密度均达96％,硬度随Cr含量增加逐渐增大.     

合金化改性钨基材料的组织和性能研究与发展

开发受控核聚变能源是一种解决未来能源问题的有效途径。多年来国内外研究发现,钨具有高熔点、高热导率、低物理溅射率、低氚滞留、低肿胀等优点,被认为是最有潜力作为第一壁的候选材料。应用于核聚变反应堆极端环境中的材料,要求具有良好的抗氧化性能、力学性能、抗辐照性能等综合性能。但钨的抗氧化性能较差、再结晶温度较低、脆韧转变温度较高和辐照敏感性,实际应用中还有许多待解决之处。因此需要通过合金化,掺杂第二相弥散强化和制备超细晶钨的手段改善钨基材料性能。合金化是最常用的改善钨基体材料性能的手段之一。结合了近些年来研究成果,综述了掺杂合金元素对钨基材料性能方面的改善效果、作用机理以及分析了未来的发展趋势。     

合金元素Zr对Cu-Y2O3复合材料组织和性能的影响(英文)

通过机械合金化和放电等离子烧结制备Cu-Y₂O₃和Cu-Y₂O₃-Zr复合材料,并采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、电导率和拉伸实验对其组织和性能进行系统研究。研究发现,复合材料的显微组织对其力学性能和电导率具有很大影响。电学性能的改善可归因于共格Y₄Zr₃O₁₂粒子的形成和Cu₄Zr相的优先成核,它们分别改善了Y₂O₃和Cu基体之间的界面以及降低了位错密度。此外,Cu-Y₂O₃-Zr复合材料的屈服强度为265.6 MPa,极限抗拉强度为301.0 MPa,伸长率为23.6%,电导率达到92.0%(IACS)。     

热处理对Y2O3掺杂WC-Co硬质合金显微组织及性能的影响

采用固液掺杂法和放电等离子烧结制备了WC-Co-Y₂O₃硬质合金,随后对其进行了不同温度的退火处理。采用光学显微镜、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和维氏硬度计等研究了热处理前后WC-Co-Y₂O₃硬质合金的显微组织和力学性能。结果表明：氧化钇的加入可以细化WC-Co-Y₂O₃合金中的WC晶粒,提高了合金的维氏硬度和断裂韧性;随着退火温度的升高,WC-Co-Y₂O₃合金的维氏硬度逐渐降低,断裂韧性先升高后降低;WC-Co-Y₂O₃合金在500℃退火时拥有最佳的综合性能,维氏硬度为(1377±15) HV30,断裂韧性为(13.0±0.4) MPa·m^1/2。