90W-7Ni-3Fe纳米晶粉末的瞬时液相强化烧结特征

采用机械合金化(MA)制备了晶粒尺寸为8～18 nm的90W-7Ni-3Fe纳米晶粉末(MA粉末).将粉末注射成形,在1 480～1 500℃经3～5 min瞬时液相烧结.结果表明,采用瞬时液相强化烧结可以得到W晶粒为3～8 μm近全致密的细晶钨合金,显微组织为细小的球形W晶粒均匀地连续分布在纤维状粘结相中,烧结坯具有好的拉抻性能.长时间的传统液相烧结使球状W晶粒迅速粗化,而且密度和强度下降,但延伸率反而增加.在MA粉末中添加微量Y2O3后采用瞬时液相烧结,可以使合金抗拉强度提高到1 055 MPa,延伸率提高到16.5%.

Fe基多孔材料瞬时液相烧结过程研究

采用定量DSC差热分析、扫描电镜分析、背散射元素分析以及XRD物相分析等方法对添加Ni-P共晶合金的Fe粉瞬时液相烧结过程进行了研究。研究发现,粉末颗粒粒度、烧结时间等参数对烧结过程有重要的影响。粉末粒度较小时,烧结升温过程中元素间的固相扩散比较明显,但粉末粒度对形成液相的总量影响较小。液相烧结时,固相Fe元素向液相中的扩散速率快于液相Ni元素向固相Fe颗粒内的扩散速率。P元素可在固相Fe粉内快速扩散均匀,但随着烧结时间的增加,P元素在Fe颗粒中产生偏聚,形成(FeNi)3P化合物。随着保温时间的增加,液相组分熔点升高,液相量逐渐减少,最后实现多孔材料的瞬时液相烧结。

MgF_(2)助剂对MgAl_(1.9)Ga_(0.1)O_(4)透明陶瓷的制备与光学性能的影响

MgAl_(1.9)Ga_(0.1)O_(4)透明陶瓷具有优异的光学性能,其制备依赖于高质量坯体的凝胶注模成型和长时间的无压预烧。本研究选择MgF_(2)为烧结助剂,并通过瞬时液相调节无压预烧的致密化过程。采用干压成型、无压预烧和热等静压烧结制备了不同尺寸的MgAl_(1.9)Ga_(0.1)O_(4)透明陶瓷样品,并系统分析了MgF_(2)对材料显微结构、光学和机械性能的影响。研究表明:MgF_(2)在~1230℃熔化形成的液相促使陶瓷的致密度与晶粒尺寸增大,后续烧结过程中残留的MgF_(2)氧化为MgO并固溶进入MgAl_(1.9)Ga_(0.1)O_(4)晶格。添加质量分数0.2%MgF_(2)的2.04 mm厚透明陶瓷样品在紫外和可见光区域具有76.5%~83.4%的直线透过率和较高的光学质量。此外,该陶瓷的特征抗弯强度为167.1 MPa,与细晶MgAl2O4透明陶瓷相近,但是前者的Weibull模数(8.81±0.29)更高。本研究为制备光学性能良好的大尺寸MgAl_(1.9)Ga_(0.1)O_(4)透明陶瓷提供了新的选择。

烧结温度对Al-Fe-Si/Al原位复合材料组织和力学性能的影响

采用粉末冶金瞬时液相烧结法制备Al-Fe-Si/Al原位复合材料,利用XRD、SEM、EDS及电子万能压缩试验机研究了不同烧结温度对复合材料微观组织及力学特性的影响。结果表明:原位自生Al0.5FeSi0.5增强相晶粒随着烧结温度升高逐渐长大,由细针状向粒状、短棒状以及板条状转变,材料开口气孔率先降低后升高;随着烧结温度升高,维氏硬度与压缩强度呈先上升后下降的趋势,510℃时粒状、短棒状增强相弥散分布在基体上,硬度与压缩强度达到最大值,为283HV和293.4 MPa。烧结温度的升高增强了界面的结合强度,材料的界面和孔隙的综合作用决定了复合材料的性能。

高密度合金薄壁构件等离子喷涂成形技术

对喷雾造粒高密度合金粉末进行1 600℃瞬时烧结处理,采用常压氩气保护等离子喷涂成形技术制备了壁厚≤5 mm的零部件,研究真空固相及液相烧结对喷涂成形件显微结构、致密度及力学性能的影响。结果表明:瞬时液相烧结后,喷雾造粒团聚体内的微细球磨粉末由机械混合转变为冶金结合,喷涂沉积率从45%提高至70%以上。等离子喷涂沉积层为层片结构,致密度约88.9%。经1 200和1 300℃真空固相烧结后,沉积层保持原始的层片结构,成形件拉伸强度随致密度升高而增大,其断口呈典型的沿晶断裂形貌,伸长率为零。经1 400℃液相烧结后,成形件仍表现为层片结构及沿晶脆性断裂形貌。经1 465℃烧结后,沉积层由层片结构转变为颗粒结构,成形件致密度显著提高至98.05%;断裂方式以沿晶断裂为主,穿晶断裂为辅;拉伸强度显著增大至567.10 MPa,伸长率达8.65%。

新一代功率芯片耐高温封装连接国内外发展评述

新一代半导体高温功率芯片可在500℃左右甚至更高的温度下服役,耐高温封装已成为其高温应用的主要障碍.针对当前高温功率芯片耐高温封装连接问题,从芯片耐高温封装连接的结构及要求、芯片的耐高温封装连接方法(包括高温无铅钎料封装连接、银低温烧结连接、固液互扩散连接和瞬时液相烧结连接)及存在的问题等方面对国内外研究现状、动态进行了分析和评述,并提出了今后高温功率芯片耐高温封装连接的研究重点和发展方向.

保温时间对Al-Fe-Si/Al原位复合材料力学性能的影响

采用粉末冶金瞬时液相烧结法制备了Al-Fe-Si/Al原位复合材料,应用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)研究了保温时间对瞬时液相烧结制备Al-Fe-Si/Al原位自生复合材料微观组织及力学性能的影响。结果表明:随着保温时间的延长,原位自生Al0.5FeSi0.5相晶粒逐渐长大,材料表面孔隙尺寸减小;保温时间为4h时,粒状、短棒状增强相弥散分布在基体上;复合材料的压缩强度、最大弯曲挠度和弯曲强度随着保温时间的延长呈先上升后下降的趋势,但保温时间的延长对复合材料的弹性变形量和塑性变形量影响不大;随着保温时间的延长复合材料的界面结合增强。

微波辅助热场下W-Ni-Fe合金的瞬时液相烧结特性（英文）

研究了W-Ni-Fe合金在2.45 GHz微波炉中瞬时液相烧结的致密化行为和力学性能。结果表明:微波辅助热场下的93W-Ni-Fe合金显示出优异的力学性能和快速的致密化过程,其压缩试样在1500℃下烧结5 min后,拉伸强度、延伸率、相对密度和硬度(HRC)分别是1200 MPa,16.6%,98.6%和42.0;在微波辅助热场下,试样烧结可以减少80%的烧结时间;微波辅助热场下的瞬时液相烧结有利于减少烧结时间,加快致密化过程,并且有利于钨晶粒的细化,获得组织均匀和综合性能高的W-Ni-Fe合金。

Al含量对Al-Fe-Si/Al原位复合材料的影响

采用粉末冶金瞬时液相烧结法制备Al-Fe-Si/Al原位复合材料。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)以及M-2000型磨损试验机研究Al含量对原位复合材料的微观结构、硬度和耐磨性的影响。结果表明:随着Al含量的增加,粗大FeAl相消失,针状的金属间化合物增强体Al0.5FeSi0.5长大成短棒状。当Al质量分数为77%时,细小的短棒状Al0.5FeSi0.5增强相弥散分布在基体中,复合材料硬度HV具有最高值283.7,其硬度约是纯铝的8倍,铝硅合金的2.5倍;复合材料的耐磨性约为纯铝的6.6倍,铝硅合金的4.5倍;耐磨性能最佳,磨损率为0.3781%,磨损机制为磨粒磨损。

电子元器件低温焊接技术的研究进展

低温焊接技术是实现电子元器件多级封装和高温服役的关键技术之一。针对高可靠电子元器件封装对于低温连接、高温服役的焊接技术的需求,从材料制备工艺、焊料熔点变化和焊接工艺技术等方面对纳米金属颗粒低温烧结、瞬时液相低温烧结和颗粒增强低温焊接(烧结)工艺进行了综述。纳米金属颗粒低温烧结工艺形成的焊点稳定服役温度高于300℃,其制备复杂,烧结工艺对焊膏的依赖性较强,进一步优化焊料配方及其烧结工艺为其主流研究方向。瞬时液相低温烧结工艺,通过形成高熔点金属间化合物焊点提高其耐高温性能,其内部组分及耐高温性能对焊接工艺依赖性较强,明确焊点组分以及耐高温性能、焊接工艺为其主流研究方向。颗粒增强低温焊接(烧结)工艺,通过形成高温富集相与金属间化合物提升熔点,回流焊后熔点提升较小,明确其熔点与组分的变化规律为其研究重点。

两步烧结对超细晶WC-4%Co硬质合金微观组织及性能的影响

采用瞬时烧结法确定了超细晶WC-4%Co硬质合金在烧结过程中矫顽磁力突变温度,据此设计了该合金两步烧结工艺曲线。采用传统烧结方法和两步烧结方法制备超细晶WC-4%Co合金,研究了两步烧结方法对超细硬质合金的微观组织、力学性能和切削性能的影响规律。结果表明:超细晶WC-4%Co合金矫顽磁力突变的温度点在1 450℃以上。采用传统烧结方法制备的超细晶WC-4%Co合金中WC晶粒的三维形貌为多台阶层状结构,WC晶粒尺寸分布范围宽;两步烧结方法制备的WC-4%Co合金中WC的晶粒三维形貌发育为单层和三棱柱混合结构,WC晶粒尺寸分布范围窄。由于细颗粒WC溶解-析出行为的充分进行,两步烧结方法制备的合金硬度略微下降,断裂韧性有较大幅度提高。铣削试验结果表明:两步烧结制备的超细晶WC-4%Co合金木工铣刀的的抗崩刃性能及铣削寿命高于传统方法烧结的合金产品。