激光螺旋点焊和电阻点焊DC06镀锌钢接头组织和性能

对比研究了激光螺旋点焊和电阻点焊工艺对DC06镀锌钢接头成形、微观组织和力学性能(显微硬度和剪切性能)的影响规律.结果表明,两种工艺均能获得成形良好的焊接接头,激光螺旋焊接头微观组织主要为铁素体(F)和少量渗碳体(Fe3C);电阻点焊接头微观组织主要为贝氏体(B)和铁素体(F).由于内外散热不均匀,激光螺旋点焊熔核区中心形成不同硬度的等轴晶,周围为具有明显取向的柱状晶,硬度值为130~160 HV10;电阻点焊熔核区冷速相近,无明显硬度梯度,硬度在190 HV10左右.激光螺旋点焊拉剪承载载荷为10.14 kN,比电阻点焊的8.82 kN提升了13.02%.接头失效形式分析发现:激光螺旋点焊和电阻点焊的失效形式分别为撕出型和拔出型,激光螺旋点焊由于热影响区组织塑性较好,接头受到拉剪作用时更易产生大角度转动而吸收更多的能量,具有更好的力学表现.最后,还对搭接间隙和锌镀层对激光螺旋点焊接头力学性能的影响进行讨论.

过渡金属对Mg_2Ni氢化物电子结构和热力学稳定性影响:第一性原理研究

采用基于密度泛函理论(DFT)的平面波赝势(PW-PP)方法,计算并分析了Mg2Ni1-xMx(M=Mn,Fe,Co,Ni,Cu,x=0.25)合金及其氢化物Mg2Ni1-xMxH4的电子结构和热力学稳定性。计算结果表明:Mg2NiH4和Mg2Ni1-xMx的晶胞参数与实验值吻合较好。对Mg2Ni1-xMxH4的电子结构分析发现:氢化物中的Ni—H和M—H键为共价键、Mg—H键为离子键,且Ni—H与M—H键的相互作用强于Mg—H键的。Mn、Fe和Co的部分替代对Ni—H键的相互作用影响较小,而Cu的替代则减弱了Ni—H键的相互作用,这可能是Cu替代后氢化物结构稳定性降低的一个原因。计算了Mg2Ni0.75M0.25H4(M=Mn,Fe,Co,Ni,Cu)的生成焓,分别为-57.7、-61.5、-61.4、63.4和41.6 kJ/mol,与实验值吻合较好。

Al 掺杂对Mg2Ni 合金的电子结构及贮氢性能的影响

采用基于密度泛函理论(DFT)的平面波赝势(PW-PP)方法,计算Mg2-xAlxNiH4(x=0,0.125,0.25)合金的晶胞体积、电子态密度、键序、电荷布居、生成焓,分析原子间成键和结构的稳定性,研究Al部分替代Mg对Mg2Ni合金及其氢化物的结构和储氢性能的影响.结果表明:随着Al含量的增加,Mg2Ni合金晶胞体积减小,不利于氢原子进入合金中,导致合金的储氢容量降低.在Mg2-xAlxNiH4(x=0,0.125,0.25)中,Mg-H和Al-H相互作用远小于Ni-H的相互作用,随着Al含量的增加,氢化物生成焓减少以及Ni-H的相互作用减弱,氢化物的结构稳定性降低,Al部分替代Mg能有效改善Mg2Ni合金释氢动力学性能.

Ca(BH_4)_2络合物电子结构及热力学稳定性的第一性原理研究

利用第一性原理研究了低温及高温相Ca(BH_4)_2络合物的电子结构、晶格振动及其反应焓.计算结果表明:低温及高温相Ca(BH_4)_2中Ca^(+2)与[BH_4]^-以离子键形式相结合,[BH_4]^-离子中B原子和H原子以共价键形式相结合,对该共价键有贡献的主要是B原子的2p轨道电子,H原子的1s轨道电子.Ca(BH_4)_2可能的反应路径为:Ca(BH_4)_2→2CaH_2+CaB_6+10H_2,该反应在300 K下反应焓为43.22 kJ/molH_2.拉伸B—H键所对应的声子频率较高,其值为2360～2500 cm^(-1),这可能是导致B—H键断裂释放氢气需要较高温度的主要原因之一.

不锈钢薄板激光焊接头变形及预测研究进展

具有薄板结构的新能源汽车、航空航天器等运载工具极大地推动了现代工业轻量化的发展和应用。激光焊接作为先进制造领域的关键技术被广泛用于薄板结构互联工艺。但薄板结构的焊接变形及预测仍然是该研究领域面临的核心问题。根据不锈钢薄板激光焊接领域的研究进展,全面评述了此领域的研究现状,系统阐述激光焊接工艺下的焊缝几何尺寸对变形的影响,概括分析焊接变形预测的热源模型误差、关键技术、创新方法。旨在厘清不锈钢激光焊接变形的工艺特点、影响机理、发展趋势,为薄板激光焊接领域提供借鉴,推动新型薄板轻量化结构在各制造行业的广泛应用。

基于“新工科”背景下的高端激光装备专业型人才培养模式研究

针对高端激光装备专业型人才传统培养模式对现今社会需求脱节问题,基于“新工科”建设要求,提出了通过对人才培养理念、完善课程体系重构、创新课程实践平台建设和“双师型”师资的专业型人才培养模式建设,为解决高端激光装备专业型人才需求质量与专业程度不足的问题提供了新的优化模式,希望可为推进完善基于“新工科”背景下的高端激光装备专业型人才培养模式提供有益参考。

铝-钢异种金属薄板的点焊技术研究现状

汽车轻量化和安全性的要求使得铝合金和钢的连接技术成为研究热点。由于汽车行业中的金属多为薄板,搭接是最常用的连接型式,因此点焊技术成为应用最为广泛的连接技术。从铝合金和钢异种材料的焊接性入手,阐述目前三种常用点焊技术——电阻点焊、搅拌摩擦点焊和超声点焊的研究现状,主要集中在铝/钢异种金属接头的组织特征和力学性能。

镍基单晶高温合金TLP扩散焊影响因素研究进展

对中间层合金、焊接工艺参数和母材晶体取向差对镍基单晶合金TLP扩散焊的影响进行了详细讨论。TLP扩散焊中间层成分设计较为成熟的方式是主要合金元素与母材成分相似,并以B为降熔元素;非晶箔带中间层相对于粉状中间层成分均匀且扩散速率快,有利于提高接头性能,是最适用的中间层形式;焊接温度、保温时间、焊接压力及焊后热处理等工艺参数应根据母材和接头性能要求以及加工工序合理选择;待焊试样晶体取向差应尽量减小或消除,避免接头中杂晶降低接头力学性能。

镍基合金TLP扩散焊接头中二元共晶沉淀相Ni-M(B、Si、Zr和Hf)的性能

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势计算方法,计算了Ni-M(B、Si、Zr和Hf)二元共晶沉淀相(Ni2B、Ni3B、Ni3B2、Ni23B6、Ni3Si、Ni5Zr和Ni5Hf)的相稳定性、弹性常数、硬度及相应的电子结构。相稳定性计算结果表明,二元共晶沉淀相结构稳定性变化趋势由高到低的顺序为Ni3Si、Ni5Zr、Ni2B、Ni5Hf、Ni3B、Ni3B2、Ni23B6,这意味着降熔元素Si形成的Ni3Si沉淀相稳定性强于降熔元素B、Zr和Hf形成的沉淀相。弹性力学计算表明,Ni3B2表现为很强的各向异性,Ni2B、Ni3B和Ni3Si表现出一定的各向异性,而Ni23B6、Ni5Zr和Ni5Hf则表现为较强的各向同性。二元共晶沉淀相B/G值均大于1.75,这意味着它们为延性相。硬度计算的由小到大的小趋势为Ni3B2、Ni3B、Ni23B6、Ni2B、Ni5Zr、Ni3Si、Ni5Hf,其与各相中Ni 3d与B 2p,Si 3p,Zr 4d和Hf 5d的原子轨道杂化强度密切相关。

基于机器学习电子封装互连材料研究现状

随着“后摩尔时代”到来,先进封装技术使芯片性能不断提升,传统的材料开发制备以及封装互连研究难以适应时代需要。根据工业4.0的愿景,采用机器学习的算法在封装材料开发预测、封装工艺优化、焊点可靠性等方面进行高效预测工作,是未来发展的趋势之一。材料领域应用机器学习的过程,包括收集数据、数据预处理、调参优化三方面。封装领域中大多数预测问题可以归类为分类问题,传统监督学习应用最为广泛,常用算法有支持向量机、人工神经网络等。深度学习在封装问题的预测中大放异彩,如卷积神经网络模型等深度学习算法已经逐渐应该用于预测中,并且获得极佳的预测效果。尽管机器学习辅助电子封装研究尚处于萌芽状态,但仍然能够看到机器学习在电子封装领域具有巨大研究及实用价值。

微/纳尺度Cu-Sn界面冶金行为研究进展

随着电子芯片封装尺度高度集成化和功能化,对芯片互连结构的性能需求越来越高。而三维封装互连结构是实现多芯片间系统集成的关键技术之一,微/纳尺度Cu-Sn互连结构是实现三维封装互连的重要方向。重点阐述了电子封装中Cu-Sn互连结构值得关注的几种界面动力学行为,分别为固-液界面Cu_(6)Sn_(5)的生长;Cu-Sn界面层状IMCs固态老化;微凸点孔隙型Cu_(3)Sn的生长动力学;1μm立柱式Cu-Sn界面IMCs生长;一维Cu/Sn纳米线的界面动力学。此外,随着互连结构尺度的减小,纳米尺度金属间化合物烧结连接等一些有关Cu-Sn界面冶金行为也在不断开展相关研究。最后,根据近年来微/纳尺度Cu-Sn界面冶金行为领域的研究进展,评述了该领域面临的挑战和展望。旨在厘清尺寸效应下的Cu-Sn界面生长动力学的主导机制,对实现三维集成电路的优质互连有着重要意义。