DG合金电阻性能的影响因素

采用粉末冶金方法，制备了用于电力电子半导体支撑板的一种新型的ＦｅＮｉ／Ｃｕ复合材料（简称ＤＧ合金），详细研究了ＤＧ合金，电阻性能的各种影响因素———铜含量、烧结温度、ＦｅＮｉ粉和铜粉的粒度、Ｃｕ纤维的长径比。实验结果表明：ＤＧ合金的电阻率不仅与铜含量有关，还与ＦｅＮｉ与Ｃｕ相的界面扩散、分布形态、结合强度有关。

Microstructure and mechanical properties of twin-wire arc sprayed Ni-Al composite coatings on 6061-T6 aluminum alloy sheet

We have systematically studied the microstructure and mechanical properties of Ni-5wt%Al and Ni-20wt%Al composite coat- ings fabricated on 6061-T6 aluminum alloy sheet by twin-wire arc spraying under different experimental conditions. The abrasive wear be- havior and interface diffusion behavior of the composite coatings were evaluated by dry/wet rubber wheel abrasive wear tests and heat treat- ment, respectively. Experimental results indicate that the composite coatings exhibit features of adhesive wear. Besides, the Vickers micro- hardness of NiA1 and Ni3AI intermetallic compounds is relatively larger than that of the substrate, which is beneficial for enhancing the wear resistance. With the increase of annealing temperature and time, the interface diffusion area between the Ni-Al coating and the substrate gradually expands with the formation of NiAl3 and Ni2Al3 phases, and is controlled by diffusion of aluminum atoms. The grain growth ex- ponent n of diffusion kinetics of the Ni-Al coating, calculated via a high-temperature diffusion model at 400, 480, and 550℃, is between 0.28 and 0.38. This satisfies the cubic law, which is consistent with the general theoretical relationship of high-temperature diffusion.

磁性FeNi@C/Cu纳米颗粒制备及除油应用

为了处理港口码头薄油膜污染,在氩/氢气氛下利用电弧法制备Fe0.64Ni0.36为主相的合金纳米产物,采用水热法和高温碳化法制备碳包覆的核壳磁性FeNi@C/Cu复合纳米颗粒.对合金粒子以及碳包覆后的复合纳米颗粒进行表征及性能检测.结果表明:FeNi合金纳米粒子呈球状,500℃下制得的粒子饱和磁化强度最高,可以达到101.09 A·m2/kg,比常温下制备的粒子提升16.0%.利用FeNi@C/Cu复合纳米颗粒对煤油、柴油与机油的除油能力分别为3.18、3.43和3.46 g/g,表明FeNi@C/Cu复合纳米颗粒具有良好除油性能.

CuCrZr/Cu层状异质结构材料的制备及性能研究

铜及铜合金由于其优良的导电性,被广泛应用于电子、电气、工业制造等领域中,但是铜合金强度的提高往往伴随着电导率的下降。异质结构材料的强度通常大于利用混合规律计算出来的理论强度,通过调控这种额外的强化有望制备出具有优良强度和电导率的铜合金。以纯铜片和铜铬锆合金片为原料,通过扩散焊接、轧制和热处理制备了由铜铬锆层和粗晶铜层组成的层状异质结构材料,并且系统地研究了不同轧制量下CuCrZr/Cu层状异质结构材料的力学和导电性能。研究结果表明:CuCrZr/Cu层状异质结构材料的实际强度大于利用混合规律计算的强度,在轧制量为92%时抗拉强度为532 MPa、电导率为80%IACS、额外强化达到最大值45 MPa,额外强化随着轧制量的进一步增大反而减小。表明,通过调节界面影响区可以提高额外强化的大小,获得具有优良强度和电导率的铜合金。

不同制备温度下Ti_(2)SnC增强银基复合材料的物相、微观组织和物理性能演变(英文)

大部分能源必须转化为电能才能为人类所利用,而在电能的传输和分配过程中,开关起着决定性作用。电触头是开关的核心组件,其质量和性能直接关系到终端设备工作的稳定性和安全性。长期以来,传统Ag/CdO复合电触头材料的毒性问题无法得到有效解决,而现有无Cd电触头材料(Ag/SnO2、Ag/ZnO、Ag/C、Ag/Ni等)仍存在诸多问题。因此,开发新型环保高性能电触头增强相材料是低压开关用电触头发展的迫切需求和必然趋势。近年来,MAX相作为一种新型层状陶瓷材料,兼具金属的导电、导热、易加工和陶瓷的耐高温、耐腐蚀、稳定性好等双重特性,完全契合电触头增强相材料的性能要求,在银基复合电触头中展示出较强的开发和应用潜力。在已报道的MAX相家族中,Ti_(2)SnC的导电性最为优异,增强银基复合材料后对其在服役过程中保持低接触电阻和温升十分有利。因此,本工作选择Ti_(2)SnC作为Ag基增强相材料,研究制备工艺对复合材料结构和性能的影响。首先,本工作基于粉末冶金工艺在不同烧结温度下制备了Ag/10%Ti_(2)SnC(质量分数)(Ag/10TSC)复合块体材料;其次,采用XRD、SEM、EDS等手段对比了不同温度下复合材料物相、微结构和元素扩散情况;最后,结合硬度、拉伸强度、断面微结构及元素组成结果分析了温度诱导下Ti_(2)SnC与Ag基体之间物相转变和界面扩散行为对复合材料力学性能的影响机制。结果表明,在相对较低温范围(200~750℃),Ti_(2)SnC保持结构完整,仅与Ag基体产生微弱界面扩散,二者物理结合使Ag/10TSC复合材料具有较高的初始硬度和导电性。在升高制备温度(800~900℃)的诱导下,更多的Sn从Ti_(2)SnC中逸出并向Ag基中持续扩散,导致Ti_(2)SnC结构逐渐解离并为闭气孔中氧气向其内部渗透提供了通道,由此Ti_(2)SnC表面生成少量氧化物。Ag-Sn相互扩散增强了Ti_(2)SnC与Ag基体的界面结合,显著提高了复合材料的拉伸强度,但降低了导电性。在950℃下,持续结构解离、氧化的Ti_(2)SnC产生团聚小颗粒,导致块体材料严重变形和性能退化。本工作厘清了常压制备条件下Ti_(2)SnC增强相自身结构和成分的演变行为及其与Ag/Ti_(2)SnC复合材料界面结构和性能之间的内在关系,为未来Ag/MAX电触头材料的实际应用提供了理论依据,并对推动低压开关用Ag基电触头材料环保化进程具有重要指导意义。

6061-T6铝合金挤压棒材导电率研究

研究了不同化学成分、不同均质工艺和不同时效工艺对6061-T6铝合金挤压棒材导电率的影响。结果表明,通过控制合金中的杂质含量及Mg/Si比值,采用均质工艺575℃×8 h、时效工艺195℃×6 h制备的6061-T6挤压棒材,其抗拉强度达到292 MPa,屈服强度为272 MPa,断后延伸率为13.5%,硬度为106HB,导电率达到46.08%IACS。产品导电率及力学性能满足了用户的使用要求。

合金成分对铝导线力学性能与导电性能的影响(英文)

为了获得既有良好力学性能又有较高导电性能的铝导线,采用连续流变挤压技术制备出直径为9.5 mm的Al-0.16Zr、Al-0.16Sc、Al-0.12Sc-0.04Zr(质量分数,%)和高纯铝(99.996%)4种铝导线,随后对3种铝合金导线进行热处理,并进行分析测试。结果表明:向高纯铝中单独添加0.16%Sc和0.16%Zr可以提高铝导线的抗拉强度,降低铝导线的导电性能。在高纯铝中添加0.12%Sc和0.04%Zr的合金也具有相同的规律。经过热处理,Al-0.12Sc-0.04Zr铝合金导线可以达到抗拉强度和导电率的最优综合性能:抗拉强度为160 MPa,导电率为64.03%(IACS)。

不同凝固条件制备的Cu-Ag合金原位纤维复合材料的结构与性质(英文)

以冷却速率101～103K/s的不同凝固条件制备了Cu-10Ag合金及其原位纤维复合材料。研究了铸态和形变态合金的结构与性能。铸态合金的结构由Cu相、Ag沉淀相和(Cu+Ag)共晶组成。通过大变形发展为Cu-Ag合金原位纳米纤维复合材料,其中由Ag沉淀相所形成的Ag纤维尺寸(d)与真实应变(η)呈指数函数关系:d=C·exp(-0.228η),(Cu+Ag)共晶中Ag层转变为更细的纳米Ag纤维。Cu-Ag合金原位纳米纤维复合材料显示了两阶段应变强化效应:在低真实应变阶段主要表现为加工硬化或位错强化,在高真实应变阶段主要表现为超细Ag纤维强化或界面强化。快速凝固的Cu-Ag合金原位纳米纤维复合材料比慢速凝固材料具有更高的包括极限拉伸强度和电导率在内的综合性能。在形变过程中复合材料的强度与电导率的演变出于相同的结构原因。

化学成分及时效处理对镍铬铝铁精密电阻合金性能的影响

镍铬改良型精密电阻合金是在Ni80Cr20电热合金基础上经过成分优化发展而来,目前常用的有Ni-Cr-Al-Fe和Ni-Cr-Al-Cu两个系列。该类合金具有高电阻率(ρ)、低电阻温度系数(TCR)和低对铜热电势等优异的电学性能,是制作高性能电阻元件的关键材料,受到了我国研究者的高度重视,但关于其基础研究的报道很少,制约了相关生产技术的进步。Al和Fe是Ni-Cr-Al-Fe系精密电阻合金中两种主要的合金元素,本研究通过合理的成分设计,研究了这两种元素对合金力学和电学性能的影响规律;同时该合金通常是在固溶和时效处理状态下使用,因此也设计了相应的热处理工艺,以考察时效处理对合金性能的作用规律。本工作分析了不同合金的晶粒尺寸,测试了合金的硬度和拉伸性能,并利用电阻测试仪、电阻温度系数测试仪和热电偶检定炉等检测了合金的电学性能。结果表明,在本研究设计的成分范围内,合金的晶粒尺寸随Al含量的增加而减小,但其对Fe含量的变化不敏感。在力学性能方面,合金的硬度和强度随Al和Fe含量的增加而提高,塑性相应下降,但Fe的作用较Al弱;经时效处理后,合金的强度和硬度上升,但塑性无明显变化。在电学性能方面,Al和Fe含量的增加均使合金电阻率升高,但二者对电阻温度系数的影响规律相反,TCR随Al含量的增加而减小、随Fe含量的增加而增大,并且在一定条件下会出现负值,因此通过合理调整Al和Fe含量的比例,有望得到接近于0的TCR;合金的对铜热电势随Al含量的增加而先降后增,在Al含量为3.2%~3.7%(质量分数)范围内出现最小值,但其对Fe含量不敏感;经时效处理后,合金的电学性能得到明显改善,即电阻率升高、TCR下降、对铜热电势下降。总体而言,Al含量对该精密电阻合金力学和电学性能均有显著影响,而Fe的作用主要体现在对电阻温度系数的调控方面。本研究结合晶粒尺寸、微观结构在热处理过程中的变化以及元素的核外电子分布等特点,讨论了成分和热处理导致合金力学和电学性能改变的内在机理,该研究结果对于Ni-Cr-Al-Fe精密电阻合金的成分、工艺和性能的优化具有重要的实用价值。

高强高导铜(合金)基复合材料强化与物性研究进展

从材料强化和物性研究两方面综述了国内外高强高导铜(合金)基复合材料的最新研究进展。评述了各种强化方法:沉淀强化、细晶强化、相变强化、形变强化、弥散强化和第二相强化。介绍分析了复合材料制备的各种工艺方法:液固两相铸造复合工艺、SHS 法、半固态凝固法、粉末冶金法和复合电沉积法。归纳了影响导电性能的因素:合金元素的种类、含量和相结构。最后讨论了该类材料的研究及发展趋势。

预扩散处理对原位生成TiC_p/Fe基粉末冶金复合材料组织与性能的影响

将水雾化Fe粉与Ni粉、Mo粉、Ti粉混合均匀,然后在800℃、50%H2＋50%Ar（体积分数）气氛保护下进行预扩散处理,将预扩散粉与电解Cu粉和石墨粉混合,通过压制与烧结,制备Ti C颗粒增强Fe基复合材料。通过X射线衍射分析、扫描电镜及能谱分析和力学性能测试等手段,研究预扩散处理对原位生成Ti Cp/Fe基粉末冶金材料组织与性能的影响。结果表明：Fe-Ni-Mo-Ti混合粉在800℃下预扩散处理后形成表面粗糙的团球状预扩散粉末颗粒,但合金元素在Fe粉颗粒内分布不均匀。与用混合粉制成的Ti Cp/Fe基复合材料相比,用预扩散粉制备的材料孔隙率略有增加。随预扩散时间延长,材料中富Ti区的尺寸减小,组织明显细化,珠光体分布更均匀,同时形成大量弥散分布的粒径在0.1-0.5μm的Ti C颗粒。材料的硬度和抗弯强度都随原料粉预扩散时间延长而提高,用60 min预扩散粉制成的Ti Cp/Fe基复合材料的硬度HRB和抗弯强度分别达到63.6和613.7 MPa,比用混合粉制成的Ti Cp/Fe基复合材料分别提高11.8%和38.3%。用预扩散粉末制备的Fe基复合材料的断裂形式为具有一定韧性断裂特征的脆性断裂。

真空扩散焊对镁合金电极性能的影响

研究了真空扩散焊对镁合金电极性能的影响。运用扫描电镜(SEM)对镁合金电极进行了形貌分析,通过极化曲线研究了镁合金电极在NaCl溶液中的电化学活性,并对样品进行了电性能测试。实验结果表明:经过真空扩散焊处理后,尽管镁合金电极自腐蚀速率加快,但镁合金电极的电性能得到显著提高。

Nb、Cu金属层厚度对Si_3N_4/Nb/Cu/Ni/Incone l600接头组织和性能的影响

采用Nb/Cu/N i作中间层,在连接温度为1 403 K、连接时间为50 m in、连接压力为7.5MPa的条件下,采用不同尺寸的中间层进行了S i3N4陶瓷与Inconel 600高温合金的部分液相扩散连接。通过改变Nb层、Cu层厚度,研究了Cu层、Nb层厚度变化对S i3N4/Nb/Cu/N i/Inconel 600接头的组织和性能的影响。研究发现,当Cu层厚度小于0.05 mm时,随着Cu层厚度的增加,接头中的Cu-N i合金层厚度增加,接头强度快速增加;当Cu层厚度超过0.05 mm时,接头中的Cu-N i合金层厚度由于压力的作用不明显增加,接头强度增加缓慢。随着Nb层厚度的增加,反应层厚度增加,接头的强度先增大后减小。

电度表用FeNiCr磁温度补偿合金的成分设计及磁性能

研究了电度表用FeNiCr磁温度补偿合金材料,主要从合金成分的设计方法、合金元素的加入量等方面进行了较为深入、系统的研究。研制的磁温度补偿合金材料性能达到国外标准要求,可以满足电度表生产线的需求。

Cu-Nb复合材料的研究现状与展望

介绍不同方法制备Cu-Nb复合材料的研究情况,如形变复合法、机械合金化法、物理气相沉积法.重点论述了不同方法制备的Cu-Nb复合材料的力学性能及电学性能,因其表现出优异的力学性能及电学性能而具有广阔的应用前景,它是具有高强高导铜基复合材料的典型代表.

Ti6Al4V合金表面钼-氮渗镀复合层的制备及性能

利用等离子表面合金化技术在Ti6Al4V合金表面制备了钼-氮渗镀复合层,通过调整氮氩流量比获得3种表面渗镀复合层,对渗镀复合层的组织结构、显微硬度、耐腐蚀性能进行了研究。结果表明:氮氩流量比影响合金表面渗镀复合层的组织结构、硬度;渗镀复合层可明显提高Ti6Al4V合金在质量分数为37%沸腾盐酸溶液中的耐腐蚀性能;随着氮氩流量比的增加,复合层的厚度增加,硬度提高,耐腐蚀性能变差。

6.5%Si电工钢复合板的制备与性能

以普通硅钢和硅铁合金为原料,采用包覆浇铸法制备具有三层结构的高硅电工钢铸坯,之后结合传统的轧制工艺和扩散退火工艺获得了6.5%Si电工钢复合板,利用光学显微镜和扫描电镜研究了其显微组织和硅元素的分布,并对其磁性能进行了测试。结果表明:采用上述工艺方法成功制备出了0.5mm厚的电工钢复合板;经1 200℃×75min扩散退火后,电工钢复合板中的硅元素发生了完全扩散,复合板由三层结构变成单层结构,整体硅元素质量分数约为6.5%;6.5%Si电工钢复合板的铁损P1.5/50为2.68~2.72 W·kg-1,磁感应强度B8为1.370~1.378T、B50为1.610~1.625T;与0.34mm厚的Fe-6.5%Si合金相比,复合技术制备的6.5%Si电工钢复合板的磁感应强度较高,但铁损也略高。

铝合金表面阳极氧化处理及膜层的散热性能

通过阳极氧化在铝合金表面制备氧化铝薄膜,可提高铝基板绝缘及散热性能,是一种理想的发光二级管(LED)封装基板。在平行对电板模式下,采用直流电源,分别在硫酸和草酸体系中在1A90铝板表面制备了均匀、有序、纳米级孔洞结构的氧化铝薄膜。通过扫描电镜观察氧化膜的形貌并测量膜厚,采用高压电源测试了氧化膜的击穿电压。通过定值电阻通电模拟了LED放热,测试了氧化膜铝基板的散热能力。研究了电流密度、电解液类型及浓度、电极间距对氧化膜表面形貌、电绝缘及散热性的影响。结果表明:硫酸和草酸溶液中,随电流密度增加,氧化膜孔洞逐渐变大,孔壁变薄,当电流密度过大时,氧化膜表面杂乱无章;随电流密度增加,膜厚先增后减,电解液浓度对氧化膜形貌影响较小;硫酸溶液中所得氧化膜更致密、更厚;采用0.8 mol/L硫酸溶液,电极间距为7.5cm,电流密度为5.3 A/dm2时,可制备厚24μm,孔径约25 nm的氧化膜,其击穿电压达2.46 kV,散热性能良好。

引线框架用铜镍硅合金研究现状及发展趋势

对近年来引线框架用铜镍硅合金种类和性能进行了综述,并阐述了铜镍硅合金相关强化机制。重点总结了铜镍硅合金力学性能和电导率与Ni、Si含量及不同微量元素添加之间的关系,同时简要介绍铜镍硅合金制备工艺及成形技术的发展现状。提出未来铜镍硅合金性能应满足强度达到750~840MPa,电导率达到35%IACS,其制备技术将向着高新技术集成化,规模化,绿色化方向发展。

碳纳米管-石墨烯增强AZ31镁基复合材料实验研究

采用粉末冶金法结合热挤压制备了不同质量分数的碳纳米管（CNTs）和石墨烯（GNPs）增强AZ31镁基复合材料。分析了CNTs和GNPs对AZ31镁合金及其复合材料组织、力学性能及物理性能的影响。结果表明：CNTs和GNPs的加入可以细化晶粒尺寸,并且可以提高材料的硬度、拉伸和压缩屈服强度。当同时添加0.5wt%CNTs和0.5wt%GNPs时,复合材料的抗拉强度和抗压强度分别可达到：309MPa和399MPa,复合材料的硬度相比基体提升了17.1%。但是复合材料的塑性和导电性相比基体材料降低。