冷喷涂Cu包覆AlN增强铜基复合涂层的制备与性能研究

目的 通过冷喷涂技术在铜基体上制备了具有高致密高硬度的Cu/AlN涂层,并研究化学镀预处理工艺对冷喷涂Cu/AlN复合涂层微观形貌、力学性能和耐腐蚀性能的影响。方法 采用冷喷涂技术在铜基体表面分别沉积Cu、Cu-AlN(球磨混合)和Cu-Cu@AlN(化学镀包覆)涂层,通过扫描电子显微镜(SEM)观察了涂层截面的微观形貌,通过能谱仪(EDS)对涂层元素组成进行了检测,并计算了涂层中AlN的沉积量。借助维氏硬度计和电化学工作站分别对涂层进行了显微硬度和电化学腐蚀行为测试。结果扫描电镜结果显示,Cu-Cu@AlN和Cu-AlN涂层有着比纯Cu涂层更加致密的微观组织,并且与基体的结合更好,孔隙更少。能谱仪结果显示AlN在涂层中分布均匀,并且Cu-Cu@AlN涂层中AlN的含量明显大于Cu-AlN涂层。Cu-Cu@AlN涂层具有最高的显微硬度(151.8HV),相比基体提升71%。在模拟海洋环境中的电化学测试结果表明,Cu-Cu@AlN涂层的自腐蚀电位最高(-0.1667V),表明其腐蚀倾向最低,自腐蚀电流密度最低(1.18μA/cm^(2)),相比Cu-AlN涂层降低了1个数量级,表明其具有最佳的耐腐蚀性能。电化学阻抗谱(EIS)测试结果表明,Cu-Cu@AlN涂层具有最高的电荷转移电阻(1625?·cm^(2)),证实其具有最佳的耐蚀性,这与动电位极化测试的结果一致。结论 通过化学镀预处理的粉体制备出的Cu-Cu@AlN涂层致密,AlN含量高,该涂层的显微硬度和耐腐蚀性能最好,有望应用在铜及铜合金制备的船舶构件,从而延长其在海洋环境中的服役寿命。

Sn-2.5Ag-0.7Cu-0.1RE-xNi的润湿特性

采用润湿平衡法,选用商用水洗钎剂研究了Sn-2.5Ag-0.7Cu-0.1RE-x Ni钎料合金在Cu引线和Cu基板上的润湿特性。结果表明,当Ni添加量为0.05%-0.1%时,Sn-2.5Ag-0.7Cu-0.1RE钎料合金中在Cu引线上具有较短的润湿时间,较小的润湿角,较大的润湿力;在Cu基板上具有较小的润湿角和较大的铺展面积;焊点界面区Cu6Sn5厚度小而平整;其润湿特性满足现代表面组装技术对无铅钎料润湿性能的要求。

Cu-Fe基摩擦片摩擦磨损性能的实验研究

为探究带式运输机铜基摩擦片的摩擦学行为,采用粉末冶金工艺制备Cu-Fe基摩擦材料。在干式制动条件下用环-块摩擦磨损试验机研究摩擦片的摩擦学行为。探索铁元素对铜基复合材料摩擦片摩擦行为和磨损机理的作用。结果表明,与铜-石墨复合材料相比,添加了铁元素的铜-石墨复合材料在高载荷下表现出更好的摩擦学性能,其在摩擦表面上形成的富含石墨的机械混合层(MML)更加稳定。

碳纤维表面处理对铜基摩擦材料性能的影响

采用粉末冶金技术制备了添加短切碳纤维的铜基摩擦材料,研究了碳纤维粗化、碳纤维镀铜对铜基摩擦材料组织、力学性能及摩擦磨损性能的影响。结果表明:由于碳纤维与铜基体界面性能较差,添加无处理碳纤维后,摩擦材料的硬度及密度最低,摩擦系数和磨损率在不同制动初速度下最大。添加粗化处理碳纤维的摩擦材料,其摩擦系数低于未添加碳纤维的,硬度及密度有所降低。由于碳纤维镀铜改善了碳纤维与基体之间的润湿性与结合状态,硬度以及密度有轻微下降。碳纤维发挥了其固体润滑剂的作用,摩擦系数稳定,碳纤维镀铜处理试样的磨损量最低。

药芯焊丝中V含量对Ti/X65复合板焊缝过渡层性能的影响

采用自行研制的Cu基体药芯焊丝对Ti/X65层状复合板进行熔焊对接试验,焊丝中V粉的包覆率分别为15%、20%、25%。研究发现,V元素的加入可显著减少Ti-Cu金属间化合物的生成并进一步细化焊接接头显微组织,且V可与Ti形成连续固溶体,稀释了焊缝中的Ti元素。当V含量为25%时,焊接接头的抗拉强度和弯曲强度均达到最大值。从硬度方面分析,Cu药芯焊丝过渡层硬度较高,约为500 HV_(0.1)。

TiN/Ti/SiO_2/Si基板的分电极酸性化学镀铜

讨论了对TiNi/Ti/SiO2/Si基板在HF+CuSO4中采用分离双电极方法的化学酸性镀铜。Si基板和TiNi/Ti/SiO2/Si基板分别作为化学镀的阳极和阴极,在开路条件下进行化学镀。最佳化学镀反应条件为电极相距0.5mm,[HF]和[CuSO4]大于8%(质量分数)和0.045mol/L。最后得到覆盖率高、晶粒大小均一、结构致密、具有<111>择优取向的Cu膜,且Cu膜中不含Cu2O,降低了电阻率。