Mg-Ti旋转摩擦焊过程的摩擦产热及原子扩散行为(英文)

利用新型物理模拟装置进行Mg-Ti旋转摩擦焊过程产热机理及原子扩散行为的研究,该装置包含高速摄像、红外热成像及力学传感器系统。结果表明,摩擦焊过程中,摩擦因数经历两个稳态阶段的变化。第一个稳态阶段为库伦摩擦,以磨蚀为主要形式;第二个稳态阶段为粘着摩擦,以塑性流动为主要形式。另外,随着旋转转速及轴向压力的提高,轴向位移、摩擦温度及摩擦系数的增加率也随之明显提高。Mg-Ti摩擦焊过程存在原子的快速扩散现象,该过程中由摩擦大变形激活的扩散系数大约是热激活扩散系数的105倍。

激光熔覆Co-Cr-Ni-Mo涂层的粘塑性摩擦及组织演变行为(英文)

通过激光熔覆Co-Cr-Ni-Mo合金与WC-Co硬质合金之间的旋转摩擦变形实验,研究钴基合金的粘塑性摩擦及纳米组织形成机制。考察粘塑性摩擦过程的摩擦系数、界面温度及轴向缩短量随时间的变化关系。结果表明以上物理量首先进入快速上升阶段,然后进入稳态阶段,其中第一个阶段属于滑动摩擦,第二阶段属于粘塑性摩擦。粘塑性摩擦后,激光熔覆涂层从表面至内部可分为粘塑性变形区、热力影响区、激光原始组织3个典型区域。粘塑性变形可将原始组织中的网状M23C7相破碎为弥散分布的等轴形状纳米晶粒。粘塑性区的宽度为37～131μm,其典型组织特征为晶粒尺度小于50nm的M23C7相及α-Co相,甚至含有少量接近非晶态结构。因而,粘塑性摩擦将激光熔覆合金的硬度由HV600提高至HV997。

预共晶条件下单晶硅接头的组织性能研究

通过在单晶硅表面预制一层Au-Si熔敷层,利用Au-Si低温共晶原理实现预共晶条件下单晶硅的低温扩散连接。分析表明,在界面的共晶组织中,Si的生长形态受晶体学取向和生长环境共同作用。由于Au-Si互不相溶,随着温度的升高,晶粒呈枝蔓状生长,其中某些晶粒沿着基体生长并最终实现基体的桥状连接。分析认为,随着预共晶温度的升高,接头焊缝区域逐渐变窄,焊合率上升,连接强度提高,Si的生长形貌趋于规则,界面中孔洞的数量减少和尺寸减小且趋于均匀。

Au-Si共晶扩散连接单晶硅接头的微观组织和性能研究

采用直接共晶和预共晶连接两种方法,对块体单晶硅扩散连接进行试验研究。结果表明:单晶硅接头界面主要由残留Au层、桥状硅和微孔组成。试验中微孔是个难以避免的缺陷,但随着连接温度升高,微孔数量会减少,即焊合率会增大。预共晶连接能有效地阻止微孔的产生,700℃时预共晶连接焊合率达87%,而直接共晶连接仅57%。预共晶连接接头抗拉强度较直接共晶连接低。因为预共晶连接主要在Au层发生断裂,故预共晶连接的残留Au层是个弱结合。直接共晶连接残余Au层很薄,平均厚度不足0.34μm,断裂主要发生在Au-Si界面上。