用Cu-Sn-Ti-Ni钎料钎焊聚晶立方氮化硼的界面微结构分析

采用Cu、Sn、Ti、Ni单质粉混合制备了活性钎料,在真空炉中对聚晶CBN进行了钎焊连接,实现了聚晶CBN与Q235钢基体的高强度连接。运用SEM、EDS观察了聚晶CBN与钎料的界面微观组织、元素分布,进行了断口形貌分析。结果表明,该钎料对聚晶CBN的润湿性较好,聚晶CBN的表面发生了界面反应,生成了含有Ti、N元素的化合物,聚晶CBN与钎料的结合强度高于钎料本身的强度。

Cu-Ni-Sn-Ti活性钎料成分设计与优化

利用混料回归设计建立了Cu-Ni-Sn-Ti活性钎料成分与剪切强度、润湿性能的回归方程,分析了成分质量分数对接头剪切强度和钎料润湿性能的影响规律。结果表明:增加Ti含量有助于提高钎料的润湿性能,但同时也使接头的剪切强度下降;添加适量的Sn能明显改善接头剪切强度和钎料的润湿性能。在综合考虑成分变化对钎料熔化温度区间等影响后,优化设计出用于钎焊连接立方氮化硼超硬材料的w(Ti)=10%~12%、w(Sn)=3%~5.5%的Cu-Ni-Sn-Ti活性钎料。

合金元素Sn对Cu-Ni-Ti合金微观组织和性能的影响

以超大规模集成电路引线框架用材为研究对象,以前期试验为基础,在Cu-Ni-Ti合金中添加Sn,采用传统金属型铸造成形方法进行熔炼,研究了在C3N1T合金中添加不同Sn含量(0.757%,0.865%和1.187%)对合金显微组织、相变化、电导率和硬度等性能的影响。研究结果表明,Sn可以细化合金组织、显著提高合金硬度和电导率,合金的硬度与电导率综合性能优异,实用价值较高,具有良好的应用前景。

磨粒真空预钎焊金刚石磨轮的研制及其加工性能分析

分别采用Cu-Sn-Ti合金、A合金稀释的Ni-Cr合金对金刚石真空预钎焊处理,将预钎焊磨粒与金属粉末混匀后热压烧结制作节块和磨轮,并进行磨轮对比磨削实验。由抗压强度、冲击韧性实验测试磨粒力学性能,由抗弯强度实验测试节块抗弯强度。由扫描电镜分析磨粒与胎体界面结合效果。结果表明:Cu基预钎焊磨粒预钎焊层分布均匀,力学性能比A-Ni基预钎焊磨粒提高;预钎焊节块抗弯强度高于常规节块;Cu基预钎焊磨粒与胎体结合致密,界面处Ti元素偏聚富集,Fe、Cu元素相互扩散,实现了牢固化学冶金结合;预钎焊磨轮加工性能明显优于常规磨轮,Cu基预钎焊磨轮锋利度比Ni基预钎焊磨轮提高约15%,实现了多层钎焊效果。

Ni元素对CuSnTiNi钎料活性钎焊Al_2O_3/Cu接头性能影响

研究了Ni元素的加入对Cu-Sn-Ti-Ni钎料钎焊Al_2O_3/Cu的接头强度的影响。结果表明,随着Ni含量的增加,Al_2O_3/Cu的接头强度增加,当Ni含量为4%时,其接头强度达到95.42 MPa,再继续增加Ni,连接强度降低。Cu-Sn-Ti钎料连接的Al_2O_3/Cu的接头断裂位置为近焊缝处的陶瓷断裂;添加Ni元素后,接头断裂位置发生变化:Ni含量低于3%时,为混合型断裂,即部分断裂在近焊缝处的陶瓷,部分断裂在焊缝处;不低于4%时,为焊缝处断裂。采用扫描电镜以及电子能谱仪分析界面的微观结构和成分,分析认为,Ni元素的加入,影响了Ti和Al2O3的反应,从而影响了Al2O3陶瓷和无氧Cu的接头强度。

金刚石工具钎焊用连接材料研究进展

金刚石在已知材料中具有最高的硬度,特别适合切割和磨削玻璃、石材、陶瓷等硬质材料。自1954年首颗人造金刚石被成功合成以后,金刚石工具就迅速在汽车制造、机械工程、石油钻探、国防军工等领域推广应用。金刚石颗粒需要被固结在金属基体上,其制备方法主要有三类,分别为电镀、热压烧结和钎焊。相对于其他两种方法,钎焊法是利用钎焊材料作为连接介质,在更高温度下实现金刚石与金属基体的连接技术。钎焊金刚石工具金刚石颗粒出露度高、锋利度更好。金刚石表面具有很高的化学惰性。为了设计出性能优良的钎焊材料,研究者在金刚石与金属的交互作用方面开展了大量的研究,发现过渡金属原子3d电子轨道上空位的多少决定其与金刚石的交互作用行为,并据此将过渡金属元素分为三类,即无交互作用类、促进石墨化类和反应生成碳化物类。钛(Ti)、铬(Cr)、钒(V)、锆(Zr)等金属元素与金刚石的碳反应形成碳化物,能够实现金刚石颗粒的牢固连接,可作为金刚石工具钎料中的活性元素,但这些元素往往具有较高的熔点,高温钎焊易导致金刚石石墨化。为了降低钎料熔点,常常将上述金属组合使用。目前金刚石工具钎料主要有银铜钛基(Ag-Cu-Ti)、铜锡钛基(Cu-Sn-Ti)、镍铬基(Ni-Cr)等,三者的熔化温度以及强度和耐磨性能依次上升。近年来,研究者对三类钎料在金刚石钎焊过程中的作用进行了深入研究,发现活性元素通过反应润湿实现金刚石与金属的冶金结合,反应润湿过程存在元素复杂的交叉扩散,反应物种类、形貌、数量、分布等强烈依赖工艺条件,并且熔融钎料也通过热量传递和材料侵蚀造成金刚石表面损伤。为了减少金刚石的强度损失,在成分设计上,研究者优化了三类钎料活性元素含量,通过加入铟、磷、稀土等元素,或利用铜辊急冷的方法将钎料制备成非晶钎料,成功实现钎料降熔。随着激光钎焊等高效钎焊方法的应用,Ni-Cr钎料受到了很大的关注,但快速热循环条件下金刚石与钎料连接界面易开裂,目前的研究初步阐明了裂纹启裂、扩展行为,并认为其与金刚石和钎料热膨胀系数的失配有关,其强韧化机理仍有待深入探讨。本文首先介绍了金刚石微粒的焊接特性,阐述了钎焊金刚石工具用钎料设计的基本原理及其连接机理,然后着重综述了国内外在Ag-Cu-Ti、Cu-Sn-Ti、Ni-Cr等三大类钎料钎焊金刚石工具方面的研究现状,最后介绍了近年来出现的新型钎焊材料,指出了钎焊金刚石工具用钎料的现存问题和研究方向。

基于ICP-MS法的不同产地天麻中20种元素分析

目的采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定天麻中As、Ba、Be、Cd、Co、Cr、Cu、Ga、Hg、Mg、Mn、Mo、Ni、Pb、Se、Sn、Sr、Ti、Tl、V 20种元素的量。方法采用浓硝酸与双氧水作为混合溶剂,结合微波消解处理天麻样品。经过仪器工作条件的优化,进行了方法学考察,并测定了30批不同产地天麻样品中20种元素的量。结果 20种待测元素的线性关系良好(r≥0.998 2),重复性试验RSD均≤6.34%,稳定性试验RSD均≤6.00%,精密度试验RSD均≤5.78%,加样回收率在91.62%~108.10%,RSD均≤5.21%。结论该方法具有前处理简便、多种元素同时测定、分析速度快、灵敏度高、准确度高、精密度好等优点,可为天麻中元素的快速分析以及药材质量评价提供技术支持和科学依据。