烧结温度对316L多孔不锈钢孔结构的影响

将316L不锈钢粉、造孔剂(尿素颗粒)和粘结剂(聚乙烯醇溶液)进行混合,压坯后采用高温真空烧结制备出多孔不锈钢。利用真空浸渍法计算不同烧结温度下试样的孔隙率,在金相显微镜下观察试样的孔径分布及孔大小等,采用压汞法测试不同烧结温度下的最大孔径及其渗透性能。结果表明,烧结温度在1200℃时可获得小孔径分布均匀、孔隙贯通性良好的多孔结构;但烧结温度超过1200℃,烧结试样发生孔径的收缩和变形,使得孔隙率减小,多孔材料的渗透性能降低。

Al-Cu-Si-Mg钎料的制备及性能研究

在盐浴保护的电阻炉中制备了不同Mg含量的Al-Cu-Si-Mg钎料,并对钎料的显微组织、物相、熔化特性、耐腐蚀性以及拉伸强度进行了测试分析。研究结果表明,Mg能够与Al形成低熔点共晶,从而降低Al-Cu-Si钎料的熔点。钎料中的Mg主要以Mg_2Si的形式存在,Mg能提高钎料的强度是因为Mg_2Si作为硬质相分布于晶界处,增大了拉伸变形过程中的阻力。Mg_2Si具有良好的固溶强化效果,固溶处理后钎料的最高强度达到了308.6 MPa。由于Mg_2Si的溶解速度比氧化膜的形成更快,所以Mg含量越多生成的氧化膜越薄,因此随着Mg含量的增加,钎料的耐腐蚀性降低。

聚合诱导相分离法制备纳米Fe掺杂多孔炭

以2130酚醛树脂为碳质前驱体,乙二醇为溶剂,苯磺酰氯为催化剂,纳米单质Fe粒子为掺杂剂,通过聚合诱导相分离热解法制备了掺Fe多孔炭单体,主要分析了Fe对前驱体溶液和多孔炭形态的影响。结果表明:纳米Fe粒子使前驱体溶液的pH值降低,溶液开始凝胶的时间增长,不同酚醛树脂含量下纳米Fe掺杂多孔炭的微结构及性能具有明显差异。Fe主要化合态存在于FeS和C48H44Fe14.01N15O35.68中。

磨削加工对Al2O3陶瓷表面质量与力学性能的影响

航空航天等领域的快速发展对Al2O3陶瓷表面加工质量的要求越来越高。目前,磨削加工由于精度高、材料去除率高而成为陶瓷表面加工最主要、最常用的方法,因此,建立磨削加工方式、陶瓷表面质量和力学性能之间的联系具有十分重要的意义。本工作利用精密研磨抛光机和磨床对Al2O3陶瓷进行表面加工,探讨了不同磨盘转速、磨盘/磨床砂轮目数、砂轮进刀量、磨床横向平移速度等不同磨削加工条件对陶瓷表面质量(材料表面粗糙度、表面形貌、表面残余应力)和力学性能的影响。研究结果表明:相比于磨盘加工,磨床加工对Al2O3陶瓷表面质量的影响较大,表现为磨床加工后的粗糙度数值较大,且磨削表面产生了较为明显的加工划痕。Al2O3陶瓷在磨削加工中的去除方式主要为脆性去除和延性域去除,加工后其表面残余应力均为压应力。特别地,在高的磨盘或砂轮目数、大的磨盘转速、较小的砂轮进刀量以及大的磨床平移速度情况下,Al2O3陶瓷以延性域去除为主,表面残余压应力最高达到-241 MPa。Al2O3陶瓷的力学性能是由表面粗糙度、表面微观形貌、表面残余应力共同作用的,随着陶瓷表面粗糙度的减小、残余压应力的增大,陶瓷弯曲强度提高,最高可达528 MPa。

氧化铝陶瓷表面连续导电金膜的制备工艺及性能

以Al_(2)O_(3)陶瓷作为基底,采用磁控溅射和丝网印刷两种工艺在其表面制备导电Au膜,并通过控制变量法制备不同参数下不同厚度的Au膜,对两种制备工艺进行了系统性的深入研究。通过高精度电阻测量仪、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)分析热处理前后Au膜的导电性能及微观形貌,采用激光共聚焦显微镜(CLSM)表征Au膜表面的粗糙度。结果表明:磁控溅射制备的纳米Au膜的导电膜厚阈值为30 nm,膜层对基底面粗糙度改变较小。对纳米Au膜进行600℃热处理后,Au发生固态润湿,导致电阻值急剧增大,导电性能下降。借助丝网印刷工艺,采用40%(质量分数)的金浆和200目丝网即可印刷得到导电性良好的Au膜,该工艺能够有效节约成本和金浆。

陶瓷增强钛基复合材料焊接的研究进展

陶瓷增强钛基复合材料(CTMCs)兼有高的比强度、比刚度及良好的耐磨性和抗高温氧化性,对其进行有效焊接,有助于加强其在航空航天、机械电子和医疗器械等领域的广泛应用。综述了CTMCs熔化焊、钎焊和固相扩散焊,以及这3种焊接的国内外研究进展,着重回顾了熔化焊焊缝增强体的分布特征、钎料/母材界面行为及扩散焊焊缝孔隙度与接头力学性能之间的关系。并结合具体的焊接工艺,归纳了熔化焊电极移动速度、钎焊和固相扩散焊焊接温度以及保温时间对接头界面行为和力学性能的影响规律。最后,认为需要加强CTMCs的异材连接、界面反应层形成的热力学和动力学,以及界面微结构与接头服役性能(如强度和耐高温性)的关联性研究。

Al-Ti合金钎焊SiC陶瓷接头界面微观结构与力学性能

SiC陶瓷具有优异的综合性能,通过钎焊获得高强度接头是其获得广泛应用的重要前提。研究采用Al-(10,20,30,40)Ti(Ti的名义原子含量10%、20%、30%、40%)系列合金,在1550℃条件下,对SiC陶瓷进行钎焊30 min。当中间层厚度为~50μm时,SiC钎焊接头的平均剪切强度处于100~260 MPa范围内。当采用Al-20Ti合金作为钎料时,随着中间层厚度从~100μm减小至25μm,钎焊接头的平均强度逐渐提高,且最大强度~315 MPa。同时,钎焊中间层中(Al)相逐渐减少直至消失,只留下Al_(4)C_(3)、TiC和(Al,Si)_(3)Ti相。SiC/Al-20Ti/SiC钎焊接头的断裂主要发生在靠近中间层/陶瓷界面位置的陶瓷基体内。

Wetting of molten Sn-3.5Ag-0.5Cu on Ni-P(-SiC) coatings deposited on high volume faction SiC/Al composite

The wetting of molten Sn-3.5Ag-0.5Cu alloy on the Ni-P(-SiC)coated SiCp/Al substrates was investigated by electroless Ni plating process,and the microstructures of the coating and the interfacial behavior of wetting systems were analyzed.The SiC particles are evenly distributed in the coating and enveloped with Ni.No reaction layer is observed at the coating/SiCp/Al composite interfaces.The contact angle increases from^19°with the Ni-P coating to 29°,43°and 113°with the corresponding Ni-P-3SiC,Ni-P-6SiC and Ni-P-9SiC coatings,respectively.An interaction layer containing Cu,Ni,Sn and P forms at the Sn-Ag-Cu/Ni-P-(0,3,6)SiC coated SiCp/Al interfaces,and the Cu-Ni-Sn and Ni-Sn-P phases are detected in the interaction layer.Moreover,the molten Sn-Ag-Cu can penetrate into the Ni-P(-SiC)coatings through the Ni-P/SiC interface and dissolve them to contact the SiCp/Al substrate.

Wettability of Si and Al–12Si alloy on Pd-implanted 6H–SiC

Si C monocrystal substrates are implanted by Pd ions with different ion-beam energies and fluences,and the effects of Pd ion implantation on wettability of Si/Si C and Al–12 Si/Si C systems are investigated by the sessile drop technique.The decreases of contact angles of the two systems are disclosed after the ion implantation,which can be attributed to the increase of surface energy（σ（SV）） of Si C substrate derived from high concentration of defects induced by the ionimplantation and to the decrease of solid–liquid surface energy（σ（SL）） resulting from the increasing interfacial interactions.This study can provide guidance in improving the wettability of metals on Si C and the electronic packaging process of Si C substrate.

采用TiH_2预处理的SiC陶瓷柱阵列增强/高铬铸铁复合材料界面与耐磨性能(英文)

利用TiH2粉末膏剂涂覆和在真空下1000或1400℃保温20 min的预处理工艺对反应烧结SiC陶瓷柱进行了表面预处理,再将预处理好的SiC陶瓷柱固定在石墨板上,随后采用金属浇铸工艺制备了一种具有高度陶瓷增强体宏观均匀性、可靠性和可设计性的SiC陶瓷柱阵列增强高铬铸铁复合材料。陶瓷涂层和复合材料界面分析表明:1400℃为较优的SiC表面预处理温度,预处理后SiC表面形成一层可靠的金属性复合层。该复合层在高温浇注过程中不会被溶解,可有效抑制高铬铸铁与SiC陶瓷的界面反应,从而形成无脱层、优良的复合材料陶瓷/金属磨损界面。与该复合材料的金属基体相比,由于SiC陶瓷柱的有效添加,经表面处理后不同陶瓷含量的SiC/高铬铸铁复合材料的耐磨性能均显著提高。

高体积分数SiC_p/Al电子封装复合材料的钎焊综述（英文）

高体积分数SiC_p/Al复合材料作为电子封装材料使用日益流行,其钎焊具有重要的实际意义。近来,一些新钎料合金和工艺被开发用于高体积分数SiC_p/Al复合材料的钎焊。本文回顾了SiC_p/Al复合材料的物理力学性能和制备工艺,综述了应用于高体积分数SiC_p/Al复合材料的合金钎料、钎焊工艺及其接头微结构与性能,旨在进一步理解它们之间的关联性,以优化接头性能与可靠性。往Al-Si合金中添加Cu、Mg、Ni等合金元素有助于提高钎料合金和钎焊接头的使用性能,如可优化钎料合金的应用温度、接头界面结合和焊缝强度。而表面金属化和超声波振动两种钎焊辅助工艺可通过避免或去除复合材料表面的Al_2O_3和SiO_2氧化膜来改善合金钎料的钎焊性。最后指出,需要进一步加强对合金钎料的优化设计、表面金属化工艺以及焊料/涂层/基材体系之间的润湿性和界面行为的研究。

磨削加工对典型氧化物陶瓷表面质量及力学性能的影响

随着航空航天、过程装备等行业的快速发展,对工程陶瓷良好的表面加工质量要求越来越高。目前,磨削加工由于精度高、材料去除率高而成为陶瓷表面加工最主要、最常用的方法。因此,对常见的氧化物陶瓷建立其磨削加工方式、陶瓷表面质量和力学性能之间的联系具有十分重要意义。本文利用精密研磨抛光机和磨床对两种典型氧化物陶瓷(ZrO_(2)和氧化锆增韧氧化铝ZTA)表面进行了加工,探讨了不同磨盘转速、磨盘/磨床砂轮目数、砂轮进刀量、磨床横向平移速度等不同的磨削加工条件对陶瓷表面质量(材料表面粗糙度、表面形貌、表面残余应力)和力学性能的影响。研究结果表明:ZrO_(2)陶瓷无论在何种磨削条件下,其表面均有明显的延性去除痕迹,表面微观质量良好,表面粗糙度最小达0.03μm。在大的砂轮目数、磨床横向平移速度和小的进给量条件下,ZrO_(2)陶瓷表面粗糙度较小,表面以延性去除为主,表面残余压应力较大,最终弯曲强度也较高。ZTA陶瓷在大磨盘/砂轮目数、高磨盘转速/磨床横向移速条件下有较大的延性区域、较小粗糙度、较大的残余压应力和较高的弯曲强度。总之,弯曲强度的大小是由材料本身性质、磨削后的表面粗糙度、缺陷、表面残余应力共同决定的。

陶瓷表面Mo-Ni-Si金属化及其与Ag的润湿性研究（英文）

采用真空熔烧工艺在SiC陶瓷表面制备了3种化学成分的Mo-Ni-Si金属化涂层,研究了涂层的相组成和涂层/SiC陶瓷界面的微结构。通过座滴法实验考察了纯Ag在SiC 陶瓷涂层上的润湿与铺展特性,分析和讨论了Ag/金属化SiC陶瓷体系的界面行为。结果表明,该金属化涂层主要由Mo_5Si_3、MoSi_2、Ni_2Si、NiSi_2和MoNiSi组成,同时随着涂层中Mo金属由20%增加至40% (摩尔分数),位于涂层表面的具有四方结构的MoSi_2晶粒逐渐消失。Ag对Mo20-Ni32-Si48、Mo30-Ni28-Si42、Mo40-Ni24-Si36金属化SiC陶瓷在1000℃保温30min后对应的最终接触角分别为45°,79°和85°,该结果与Ag滴和3种Mo-Ni-Si涂层之间的相互作用密切相关。同时,在润湿试验前后,在Mo-Ni-Si涂层/SiC衬底界面没有发现明显的反应层。