银铜侧向复合材料界面结合机理分析

本文采用“包覆锭坯+扩散烧结+冷轧复合”联合工艺制备了银铜侧向复合带材,利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)观察分析银铜复合界面结构和元素分布,并分析其银铜复合界面的结合机理。结果表明,银铜复合界面形成过程为:1)银铜接触界面处凹凸不平的表面在轧制力的作用下相互咬合,形成机械结合界面;2)接触面在轧制力的作用下,银铜表面氧化膜破裂,新鲜表面质点间在轧制变形热的作用下产生原子结合;3)在扩散烧结过程中,银铜界面处的原子在高温作用下被激活,银铜原子相互扩散,在界面处发生银铜共晶反应形成液相金属层,随着烧结时间的延长,其共晶反应液相层厚度逐渐增加,随后冷凝结晶,使银铜实现侧向冶金结合。4)在后续中间退火过程中,共晶层与两侧的铜、银基体相互扩散,铜、银原子向更深的方向逐渐扩散,在靠近共晶层铜侧和银侧逐步形成固溶体层,使银与铜的结合强度进一步提高。银铜侧向复合界面结合机理包含机械咬合结合、接触共晶反应自钎焊结合和原子扩散结合3种,复合界面结合强度较好,剪切强度达220 MPa。

Au-Ag-Al系相图的热力学优化和计算

使用计算相图方法(CALPHAD)计算Au-Ag-Al的三元相图时,三个边际二元相图(Au-Al,Au-Ag,Ag-Al)的准确性对三元相图的计算有很大的影响,目前Au-Al边际二元相图存在着一定的矛盾。在综合评估Au-Al体系实验数据的基础上,优化和计算了Au-Al合金体系的平衡相图,使用置换式溶体溶液模型描述Au-Al体系中液相、Bcc和Fcc相的吉布斯自由能,分别用亚点阵模型(Al)(Au)_(4)、(Al)_(3)(Au)_(8)、(Al)(Au)_(2)、(Al)(Au)和(Al,Au)_(2)(Al,Au)描述AlAu_(4)、Al_(3)Au_(8)、AlAu_(2)、AlAu和Al_(2)Au相,通过Pandat软件优化得到一组各相的热力学参数,计算得到的Au-Al相图与实验数据和热力学数据相吻合。结合Au-Ag和Ag-Al的热力学参数,计算了Au-Ag-Al液相面投影图和等温截面图,液相面投影图显示该三元系存在8个四相平衡反应,对Au-Ag-Al合金的研究具有指导意义。

高阻合金的研究进展、应用及未来趋势

高电阻合金具有高电阻率、高抗拉强度、低电阻温度系数以及良好耐磨性和抗腐蚀性等一系列性能特点,作为精密电阻合金材料具有广泛而重要的应用。本文主要以Ni-Cr基、Fe-Cr-Al基、Pd基、Au-Pd基高电阻合金为例,阐述了不同工艺处理手段对合金性能的影响,并归纳了现今高阻合金的不足之处,最后对高阻合金的应用和发展趋势进行了简要概述。

纯银溅射靶材的制备、微观结构及溅射成膜研究

银薄膜作为高新技术领域极具潜力的新材料,在现代工业中得到了广泛的应用。以银靶为源材料的磁控溅射已成为制备银薄膜的常用方法。本研究比较了冷轧状态和退火状态下Ag靶的溅射性能,探讨了Ag靶与Ag薄膜之间的关系。结果表明:冷轧变形量为83.33%后进行600℃退火可以有效提高Ag{110}的织构密度。冷轧态和退火态Ag靶具有相似的沉积速率。两种Ag薄膜的电阻率均随溅射时间的延长而降低。在溅射时间相同的情况下,退火态Ag靶溅射的Ag薄膜电阻率低于冷轧态Ag靶溅射的Ag薄膜。退火态Ag靶组织均匀,溅射后溅射跑道较浅。

阳极氧化处理对AuAl_(2)相合金的耐腐蚀性能影响

分别以不同pH值的草酸溶液为电解液,采用直流电源恒电压模式,在不同电压、氧化时间和温度下对AuAl_(2)相合金进行阳极氧化处理,并对各样品的表面形貌进行观察分析,同时使用电化学工作站检测其耐腐蚀性能。结果表明,合金的表面形成了氧化铝与少量的金,改善合金的耐腐蚀性能,得到最优工艺为:电解液为pH值为1的草酸溶液,电压为5V,氧化时间为120 s,氧化温度为35℃。

2024年中国贵金属论坛征文通知

2024年是中华人民共和国成立75周年,是实现“十四五”规划目标任务的关键一年,是世界新一轮科技革命和产业变革深入发展关键时期。在“双碳”目标下,贵金属的应用前景和市场愈加广阔,然而发展道路上同时也带来新的困难和挑战。如何把握市场脉搏,推动贵金属行业的持续健康发展?新技术、新业态的不断涌现将为贵金属行业带来怎样的发展机遇?

铂合金催化网及其在氨氧化法中的应用和研究进展

铂合金催化网具有化学稳定性好、催化活性和目标物选择性高、使用寿命长等优点,在氨氧化法制备硝酸和氢氰酸等化工原料中难以替代。本文概述了铂合金催化网从合金化到网面编织的制备加工技术,并分别介绍了氨氧化法合成硝酸和氢氰酸的反应机理和反应诱导催化网表面变化的研究进展,最后探讨了氨氧化法及铂合金催化网的未来发展趋势。

Pt-Pd体系的热力学评估

采用CALPHAD(计算相图)方法首先对Pt-Pd体系各相吉布斯自由能分别建模,通过拟合热力学实验数据,获得两套热力学参数。该参数可用于相组分、相图相变、希尔凝固路径及微观组织结构演化模拟等研究领域,利于高性能合金成分设计。针对Pt-Pd体系中面心立方相(Fcc)混溶间隙是否存在的争论,基于最新的实验数据,使用Thermo-calc软件中的Parrot模块分别对两种情况进行热力学优化。通过优化获得的两套自洽的热力学参数,计算并比较了两种情况下的吉布斯自由能,证实了实验中发现的混溶间隙处于一种亚稳态。Fcc亚稳相图提供了混溶间隙范围内的相组成信息,平衡相图预测的热力学性质则与实验数据高度一致。

多条银铜侧向复合带材的制备与性能研究

本文通过复合坯料结构设计优化以及在复合界面涂覆有机助剂,有效促进复合界面牢固结合,采用保护气氛烧结和冷轧联合工艺制备了Ag/Cu侧向复合带材,并对相关性能进行了测试分析。结果表明:Ag/Cu侧向复合带材银铜交替平行分布,不同银条宽度均匀,且在长度方向尺寸均匀性好,无腰鼓、腊肠等现象。复合界面呈犬牙交错的界面形貌,同时形成了30~50μm银铜两相共晶界面层,产生了冶金结合,界面结合牢固。复合界面剪切强度大于218 MPa,复合银条保持了高电导率,电导为58~60 MS/m。

Ag基电接触材料的制备及其抗电弧侵蚀性能

针对Ag基电接触材料抗电弧侵蚀性能差、电寿命短等问题,采用化学镀铜的方法对碳纤维表面改性,然后利用粉末冶金技术制备Ag基电接触材料。通过扫描电镜表征了碳纤维表面和Ag基电接触材料表面的微观形貌;通过电性能模拟开断系统对Ag基电接触材料进行电弧侵蚀测试,测量了整体质量损失,表征了电弧侵蚀形貌。结果表明:碳纤维进行表面改性,能够有效提高与Ag基体的润湿性;相较于未添加碳纤维的AgSnO2电接触材料,碳纤维的加入能有效改善AgSnO2电接触材料抗电弧侵蚀性能。

Cu含量对Ag/LSCO电接触材料物理性能的影响

采用溶胶凝胶法辅以高能球磨工艺合成Cu粉体改性La_(0.5)Sr_(0.5)CoO_(3-δ)(LSCO)粉体,用粉末冶金工艺结合热挤压技术制备了系列Cu改性Ag/LSCO电接触材料与成品丝,研究了Cu粉体对改性Ag/LSCO材料界面润湿性、物理力学性能等影响规律。结果表明,随着Cu含量的增加,改性Ag/LSCO-xCu(x=0、1、2、4、6、8)电接触材料的电阻率呈先增加后减小的趋势,与Ag和LSCO基底的润湿角变化趋势相一致,但其密度和硬度性能变化趋势相反;当Cu含量为4%时,Ag和LSCO-4Cu基底的润湿角达最小值55.0°,相应的成品丝(φ2.35mm)性能最佳:电阻率2.29μΩ·cm,硬度(HV^(0.3))946.7MPa,密度9.73g/cm^(3),断后延伸率3.9%,为纯Ag/LSCO的3.9倍。

Nb-10Zr合金的热变形行为、组织特征及热加工图

Nb-10Zr合金可作为特种薄膜功能材料应用于太阳能行业。深入理解Nb-10Zr合金的热变形行为是实现该应用的前提,然而国内目前围绕该合金热加工过程的材料加工性能相关研究十分匮乏。建立热材料加工图可实现描述指定条件下的材料可加工性,明确合金的变形窗口,指导材料加工工艺的制定和优化。选用均匀化处理后的电铸熔炼铸锭Nb-10Zr合金,采用热模拟试验机开展了热模拟压缩试验,并基于动态材料模型,通过对应变速率敏感系数m、功率耗散系数η和失稳系数ξ的数据分析,建立了材料不同温度和应变速率条件下的流变稳态区和非稳态区的热加工图。同时,通过微观组织观察,分析和验证了加工图的准确性。研究结果表明,Nb-10Zr合金铸锭在1300℃下经24 h均匀化处理后,未出现Zr元素偏聚所形成的缺陷,也未见裂纹、气孔、疏松和夹渣等其他类型的缺陷。铸态组织中存在粗大晶粒和细小晶粒,晶粒尺寸分别为500—800μm和20—30μm。在应变为0.4和0.6条件下,Nb-10Zr合金存在2个合理的热加工窗口,即变形温度1060—1100℃和应变速率0.01—0.04 s^(-1),以及变形温度1080—1100℃和应变速率0.3—1 s^(-1)。在不同变形条件下,变形后的Nb-10Zr合金均获得了细小的动态再结晶组织。在温度1100℃和应变速率0.01 s^(-1)下,合金晶粒尺寸为80—100μm;而在温度1100℃及应变速率1 s^(-1)下,合金晶粒尺寸为40—60μm。此外,通过不同工艺制备参数下合金组织形貌的观察,证明了所确定加工窗口的合理性。本研究为Nb-10Zr生产过程中的工艺选择和工艺参数的优化提供了理论指导。

连续SiC纤维表面铂涂层的制备及抗氧化性研究

采用金属有机化合物化学气相沉积法(MOCVD)在连续SiC纤维表面沉积了约0.8μm厚的Pt涂层,用扫描电镜对涂层的形貌进行观察,用EDS能谱和XRD对涂层的成分进行了分析,并对沉积涂层后的纤维在不同温度和时间下的抗氧化性能进行了测试。结果表明,制备得到的铂涂层光滑致密,与纤维结合牢固,有效弥补了纤维表面缺陷;对沉积涂层后的纤维进行力学表征和抗氧化测试,发现铂涂层不仅增加了SiC纤维的抗拉强度,而且经700~1400℃氧化1h后纤维的抗氧化性能大幅提高。

AgCu系电接触材料研究进展

银铜系电接触材料作为银基电接触材料的一大重要门类在电接触材料行业中因其卓越的电导率、耐磨性、抗熔焊性和广泛应用而占据重要地位。本文对Ag CuNi、AgCuV、AgCuO合金系列以及Ag Cu/LSCO等银铜系电接触材料的性能特点、制备工艺和研究现状进行了归纳和阐述。分析了银铜系电接触材料研究中存在的问题,并展望了发展趋势。

梯度热处理制备技术加速合金最佳热处理工艺参数筛选

AgCuNiInSn系列电接触合金的合金化程度要求高,需要对合金铸锭进行均匀化热处理来消除铸锭组织中的低熔点非平衡相和枝晶偏析。对于热处理最佳工艺参数的摸索,传统的“试错法”存在实验量巨大、研发周期长、研发效率低等不足。本研究提出一种梯度温度场均匀化热处理高通量制备方法,用于Ag-6Cu-0.5Ni-0.5In-0.5Sn合金最佳均匀化热处理条件筛选。结果表明,经过608.13℃/1h的梯度均匀化热处理,再经过75%的塑形变形后,硬度达到最大值为168.7,合金组织晶粒和第二相体积较小,点状第二相弥散分布较多且均匀,细晶强化效应和弥散强化效应最为显著。

孪晶取向对Au纳米线变形机制影响的模拟

本文采用分子动力学方法,阐明了Au纳米线各力学特性参数随孪晶取向角度的变化规律,以及不同变形机制发生的孪晶取向角度范围。结果表明:在较小孪晶取向角度下(0°<θ<90°),纳米线具有较高的强度,不全位错与孪晶面相互作用引起的应变局域化主导了其塑性变形;在中等孪晶取向角度下(18°≤θ≤75°),退孪生主导了Au纳米线塑性变形,尤其是30°≤θ≤60°时,完全退孪生引发的应变硬化,使得纳米线具有较高塑性;在较大孪晶取向角度下(75°<θ≤90°),纳米线具有较高的强度,但塑性较差,不全位错连续穿越孪晶界引起的位错链主导了Au纳米线塑性变形。

TC4钛合金的高温变形行为及损伤机理研究

本文在500~800℃、应变率为0.001~0.1 s^(-1)条件下对TC4钛合金进行高温力学性能测试,研究其高温变形行为。根据NCL损伤准则计算出临界损伤值,引入温度补偿因子Z,建立基于温度和应变率的损伤本构模型。通过表征显微组织,从微观上解释高温变形行为和损伤机理。结果表明:在500~800℃下,TC4钛合金的流变应力出现加工硬化,以及动态再结晶;用三次多项式对损伤本构模型进行拟合,拟合曲线和试验结果的相关系数达到0.96;由显微组织表征结果可得,在500~800℃下,TC4钛合金变形以动态再结晶为主。断裂方式为韧性断裂,且随温度的升高和应变率的降低,韧窝数量增多、形状更规则,材料塑性增强。

对偶材料对铜-石墨复合材料载流摩擦磨损性能的影响

为探究铜-石墨复合材料在不同对偶材料下的载流摩擦磨损性能及相关机理,采用加压烧结法制备2种不同石墨含量的铜-石墨复合材料,并选用T2紫铜、QCr0.8铜锆合金和镀硬金的紫铜作为对偶材料进行载流摩擦磨损实验。通过扫描电镜、纳米压痕仪、表面轮廓仪和销盘摩擦磨损试验仪,对材料的微观结构、硬度和载流摩擦磨损性能进行研究。结果表明:与3种对偶材料对磨,铜-石墨材料的摩擦因数均在0.4~0.5之间,磨损率在10-13m3/(N·m)数量级,平均电压降在0.7~1.4 V之间,平均电噪声在0.2~0.7 mV之间。其中,QCr0.8铜锆合金作为对偶材料时,铜-石墨复合材料的载流摩擦磨损性能最佳,表现出最低的磨损率、电压降和电噪声,此时材料的磨损机制主要为剥层磨损和少量磨粒磨损,表面形成了由Pb、石墨和少量氧化物组成的润滑膜。

铂钨合金材料在神经介入医疗器械中的应用研究

针对铂钨合金材料在神经介入医疗器械中的应用展开研究。阐述了医疗器械领域对高性能材料的需求,阐明了铂钨合金材料在神经介入医疗器械中的重要意义。探索铂钨合金材料在神经介入医疗器械中的应用潜力,通过对铂钨合金材料的物理化学特性和制备工艺进行了深入探讨,以评估其在医疗器械领域的可行性。证明铂钨合金材料在神经介入医疗器械中具有良好的生物相容性和优异的机械性能,且具备良好的临床应用前景。为医疗器械领域的材料创新和技术进步提供新的思路和方法。

光纤氢气传感器氢敏钯(Pd)薄膜材料的制备

提出了化学镀法制备以光纤包层为基底的钯薄膜材料。经过反复多次试验,优化了化学镀钯的试验方案,在镀膜前对光纤包层进行清洗,预先进行敏化活化(S&A)能够增强非金属基底材料与钯薄膜的附着力,增强机械强度。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对薄膜的物相结构、表面形貌、元素组成与含量进行了详细的表征和分析,结果显示:薄膜表面呈花菜状,增大了薄膜的表面积,加快了吸收氢气的速率;EDS分析所镀钯薄膜钯元素含量约76%~99%,镀膜效果较好。