TiFeCrCoNi高熵合金作为中间层的镁/钛电阻点焊接头的组织性能

以TiFeCoCrNi高熵合金粉末为中间层,对镁/钛异种材料进行电阻点焊,采用扫描电镜、X射线衍射仪和电子万能试验机等研究了接头的组织结构、物相和力学性能,分析了接头的界面反应扩散行为。结果表明:接头依次由镁合金母材、α-Mg+Al_(2)FeCo、FCC+η、Ti_(3)Al+FCC+η和TC4母材组成。镁合金中的Al元素扩散进入高熵合金中间层生成Al_(2)FeCo,钛合金中的Ti、Al元素扩散进入高熵合金中间层生成Ti_(3)Al,且两界面区均由固溶体和化合物的混合组织组成,提高了接头性能。在焊接电流为18.8~24.5 kA、焊接压力为4.06~7.83 kN、焊接时间为6~24 cycles的工艺范围内,接头强度在2.4 kN以上;在焊接压力为5.13 kN、焊接电流为21.7 kA、焊接时间为20 cycles时,接头的拉剪载荷最大,为5.368 kN。

添加中间层的TC2钛合金/321不锈钢真空扩散焊研究

目的以Cu箔、Ni箔为中间层,使用真空扩散焊工艺实现TC2钛合金与321不锈钢的焊接。方法采用扫描电子显微镜、EDS能谱仪、X射线衍射仪、冲击韧性实验机、显微硬度计等仪器研究了焊接温度、典型中间层材料等工艺参数对TC2钛合金/321不锈钢焊接界面微观结构、界面元素扩散、接头力学性能的影响规律。结果在添加中间层的扩散焊接头中,是否会形成界面区和扩散区以及界面区和扩散区的宽度,受焊接温度的影响,也受中间层和母材成分及性能的影响。在以Ni为中间层的TC2钛合金与321不锈钢真空扩散焊接头中,扩散区会产生AlNi_(3)、NiTi等新物相,当以Cu为中间层时,扩散区中会产生Cu_(0.81)Ni_(0.19)等新物相。在实验条件下,使用铜箔作为中间层的TC2钛合金与321不锈钢真空扩散焊接头的力学性能优于使用镍箔作为中间层的真空扩散焊接头的力学性能。结论在实验条件下,添加中间层的TC2钛合金/321不锈钢真空扩散焊的最佳工艺参数如下:真空度为10^(-4)Pa,焊接温度为820℃,焊接压力为15MPa,焊接时间(即保温时间)为90min,保压时间为240min,以Cu作为中间层。

Cu/V复合中间层对TC4/IN718激光焊接接头组织及性能的影响

为了实现TC4钬合金与GH4169镍基高温合金的有效连接.采用Cu/V复合中间层对TC4和IN718合金进行连续激光焊接,并分析添加中间层对接头裂纹、组织及力学性能的影响机制.结果表明,常规激光焊接时,TC4/IN718接头焊缝区产生大量Ti-Ni脆性金属间化合物,导致接头形成大量纵向裂纹,焊缝组织为Ti(s,s)+Ti_(2)Ni+Ti-Cr+NiTi+Ni_(3)Ti+Cr(s,s).当采用Cu/V复合中间层后,实现了TC4与IN718合金的有效连接,接头抗拉强度达到271MPa,焊缝组织转变为Ti(s,s)+V(s,s)+NiV_(3)+Cr(s,s)+Cu(s,s)+未熔铜。

两性离子中间层调控的纳滤膜制备及其脱盐性能

为了打破纳滤膜的渗透性-选择性上限,制备兼具高渗透通量和高截留性能的薄层复合纳滤膜,首先在水解聚丙烯腈(HPAN)基膜表面沉积聚多巴胺/聚甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱(PDA/PSBMA)中间层,然后利用哌嗪(PIP)和均苯三甲酰氯(TMC)进行界面聚合,制备聚酰胺(PA)层;对膜的化学结构、形貌和表面特性进行表征,研究纳滤膜的性能。结果表明:中间层亲水且带负电,对膜孔未造成严重堵塞,优化了界面聚合反应界面;聚酰胺层的厚度仅为65 nm左右,聚酰胺层内部及其与支撑层之间存在大量通道,使纳滤膜纯水渗透性高达21.82 L/(m^(2)·h·bar)(1 bar=100 kPa);纳滤膜对盐的截留顺序为Na_(2)SO_(4)(98.87%)>MgSO_(4)(96.92%)>MgCl_(2)(50.14%)>NaCl(30.60%),Na_(2)SO_(4)截留率基本不受操作压力和盐浓度的影响,NaCl和Na_(2)SO_(4)的分离因子为61.42;此外,纳滤膜具有良好的抗污染性和长期稳定性,在海水淡化、饮用水净化等领域具有应用潜力。

采用Nb中间层扩散连接Zr-4合金接头界面组织与性能

为提高Zr-4合金扩散焊接头强度,降低有效连接温度,采用不同厚度的Nb中间层在760℃/30 min/7 MPa条件下扩散连接Zr-4合金,分析了Nb中间层的加入及其厚度对接头界面组织和性能的影响.结果表明,在扩散连接过程中,界面处Zr和Nb原子相互扩散形成由(Zr,Nb)固溶体构成的扩散层,且扩散层厚度随着中间层厚度的增加基本不变,靠近Nb侧的扩散层中观察到Zr(Cr,Fe)_(2)和Zr(Fe,Nb)_(2)第二相的生成.在760℃条件下,Zr-4合金直接扩散焊接头抗拉强度仅为75MPa,存在大量未连接区域,添加Nb中间层可显著提高界面结合率,接头抗拉强度达到450 MPa,接头抗拉强度和断后伸长率随着Nb中间层厚度的增加稍有下降,在添加20μm中间层时最大,分别为450 MPa和13.1%,且断裂位置由Zr-4合金基体(20μm)转变为界面扩散层(50μm和80μm).Zr-4合金扩散焊接头在经历400℃,10.3 MPa的过热蒸气腐蚀后,扩散层发生明显腐蚀现象,腐蚀深度最大达到108.39μm,接头抗拉强度和断后伸长率下降至415 MPa和5.1%,断裂位置在连接界面处,断口中发现Zr(Fe,Nb)_(2)相.

添加铜中间层的钨真空扩散焊接研究

钨具备优良的物理化学特性,使其在国防军工等领域被广泛应用,但是普通焊接方式难以实现钨的可靠连接,限制了钨的应用。针对难熔金属钨高性能焊接制造的迫切需求,本工作采用铜箔作为中间过渡层,开展了W-W真空扩散焊接实验研究,详细研究了中间层厚度及轴向加载压力对接头力学性能的影响。利用电子万能试验机测试接头的剪切强度,并采用扫描电子显微镜、电子探针X射线显微分析仪分析观察扩散焊接头界面的微观组织、元素分布和断口形貌。结果表明:加入铜中间层可以实现W金属的可靠连接,增加中间层厚度可以使得W/Cu/W的结合界面接触更充分,更利于元素相互扩散,进而有利于提高接头的结合强度。

中间层对GH5188高温合金TLP扩散焊接头的影响

通过自主研发制备了三种不同W含量KCo7、KCo8、KCo9中间层,采用X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)对中间层进行表征,并在1180℃保温60 min的条件下进行GH5188高温合金真空瞬间液相扩散焊试验验证;分别研究了中间层厚度以及不同中间层接头显微结构及力学性能的影响。结果表明:当KCo7中间层厚度为20μm时,接头存在大量未焊合缺陷,室温抗拉强度仅有568 MPa;当KCo7中间层厚度增加至40μm时,焊缝填充良好,室温抗拉强度达到941.3 MPa。此外,随着中间层中W含量由0增加至8%(质量分数)时,焊缝中心富W的M_6C析出量明显增加,室温抗拉强度先上升后下降。其中,采用厚度为40μm的KCo8中间层获得的接头具有最高的室温抗拉强度1033 MPa,且断裂发生在母材区。

基于漠河与武汉站流星雷达的中间层顶大气温度反演

本文利用漠河和武汉站的全天空流星雷达在2012—2022年期间的观测数据,基于流星高度分布的半高宽(full width at half maximum,FWHM)与温度之间的线性关系来反演90 km高度处的大气温度。对每年数据作线性拟合时发现拟合参数几乎不变,因此本文使用过去一段时间总结出的参数来拟合温度,并与传统梯度法对比。结果表明,使用FWHM法测出的温度与Aura卫星的温度更为接近,其中相关系数和平均误差均优于梯度法,并且FWHM法在较高纬度的漠河站的拟合效果好于较低纬度的武汉站。说明在漠河站和武汉站使用FWHM法反演中间层顶大气温度是可行的;同时也证明了纬度会影响FWHM法的误差,在较高纬度使用FWHM法的结果误差更小。

中间层构建及其反渗透复合膜性能的探讨

自制了聚氯乙烯(PVC)超滤基膜,通过多元胺(二乙烯三胺-DETA和哌嗪-PIP)和多元酸(衣康酸-IA、马来酸酐-MAH和柠檬酸-CA)反应形成了基膜表面中间层,采用间苯二胺(MPD)和均苯三甲酰氯(TMC)界面聚合(IP)制备了反渗透(RO)复合膜,讨论了多元胺/多元酸种类(DETA/CA,DETA/MAH,DETA/IA,PIP/IA)、反应次数等对中间层性能和RO膜性能的影响.结果表明,当50℃时,利用3 mol/L二乙烯三胺和0.5 mol/L衣康酸在基膜表面反应4次的中间层所制备的RO复合膜,在2.0 MPa压力下对质量浓度1800 mg/L的氯化钠水溶液脱盐率为97.58%,其水通量为34.8 L/(m^(2)·h·MPa),与空白对照RO膜相比水通量提升41.3%,因此,这种中间层构建的方法为高通量RO复合膜的制备提供了理论依据.

基于超声的高压电缆中间接头多层结构定位检测

采用相控阵技术可以检测高压电缆中间接头内部铅封缺陷,但此技术的成功应用是建立在接头结构清晰及铅封位置明确的基础上。由于高压电缆中间接头结构复杂,安装后无法确定铅封准确位置,导致缺陷识别困难、检出率低。为此,提出一种基于超声的高压电缆中间接头多层结构定位检测方法。首先,根据中间接头实物建立不同结构区域的模型;其次,利用Comsol仿真软件对尾管段、铅封边缘段和铅封段3个不同结构区域进行超声扫描分析;最后,对中间接头不同结构区域进行试验。经过对比分析可知,3.5 mm处出现明显绝缘密封胶回波,热缩管(防水胶带)回波出现在34.5 mm、22 mm和24 mm处,铅封(尾管)回波出现在36.5 mm、24 mm和26 mm处。试验结果表明,所提方法能快速直观地反映中间接头各层的结构信息,为高压电缆中间接头多层结构定位检测提供了一定的参考。

静电纺丝法制备自支撑Zn_(2)VO_(4)/N-CNFs复合中间层及电化学性能研究

应用静电纺丝技术设计了一种具有3D网状结构的Zn、V双金属化合物-氮掺杂碳纳米纤维自支撑中间层(Zn_(2)VO_(4)4/N-CNFs),被用于锂硫电池。结果表明,吡啶氮和吡咯氮能与锂离子发生强的相互作用,Zn_(2)VO_(4)4对多硫化锂有极强的吸附和催化效果。碳纳米纤维网络捕捉多硫化锂的同时还可以提供长程电子传导路径,在促进电子转移的同时又能存储电解液,提供了电化学反应空间。Zn_(2)VO_(4)4/N-CNFs中间层发挥了对多硫化锂从捕捉到促进转化的双功能作用。因此,采用Zn_(2)VO_(4)4/N-CNFs中间层的锂硫电池在0.2 C下的初始放电比容量为796.1 mAh·g^(-1),循环100圈后仍可保持727.2 mAh·g^(-1)的容量,容量保持率为91.3%。在1.0 C时,电池的初始容量为593.4 mAh·g^(-1),循环1000圈后仍保有353.3 mAh·g^(-1)的容量,每圈的容量衰减仅为0.0024%。

Ni中间层对6061T6铝合金板/08Al异种金属电阻点焊接头的力学性能及组织的影响

通过在钢板上添加Ni中间层,成功实现了6061T6铝合金板与08Al钢板的可靠连接,显著提高了铝/钢点焊接头的力学性能。研究结果显示,采用预制Ni中间层工艺可控制Ni中间层在钢板上的厚度与分布,减少Al-Fe脆性金属间化合物的形成;相较于直接添加Ni箔中间层,预制Ni中间层工艺能有效增大焊核直径;钢板上激光熔覆Ni层的铝/钢电阻点焊接头最大拉剪力较高,比无中间层的接头最大拉剪力增大了35.5%。

利用Ti/Ag中间层实现金刚石与GaN的室温键合

目的为了实现金刚石与GaN的良好键合,利用Ti/Ag中间层,在室温下开展了多晶金刚石与GaN的键合技术研究。方法首先,分别在抛光自支撑多晶金刚石晶圆以及GaN晶圆表面,通过磁控溅射依次沉积Ti黏附层、Ti/Ag梯度层以及纳米Ag层,形成Ti/Ag过渡层复合结构。然后通过真空键合系统成功实现了金刚石与Ga N键合。通过扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)以及X射线光电子能谱(XPS)等表征手段,对键合前后样品表面进行形貌及结构分析;通过超声扫描显微镜(SAM),以及拉伸力学测试系统,对键合后的键合率以及键合强度进行评价。结果借助Ti/Ag中间层进行键合,对晶圆表面的粗糙度具有较高容忍度,且在常温下即能实现良好键合,室温键合率达到95.5%。通过拉伸强度测试可知,键合强度达到13.7MPa。结论Ag纳米颗粒高的表面活性是实现键合界面常温融合的关键,而Ti底层良好的附着特性,Ti/Ag梯度层的引入以及Ti与Ag之间通过扩散反应形成的金属间化合物,则是提高金刚石与GaN键合强度的关键因素。

基于LDH中间层的纳滤膜及其镁锂分离性能

实现盐湖卤水中镁锂的分离成为盐湖提锂过程中面临的巨大挑战,开发具有高镁锂分离性能的纳滤膜成为亟待解决的关键问题。通过化学刻蚀法获得了多孔层状双金属氢氧化物(layered double hydroxide,LDH)纳米片,然后将其沉积在聚丙烯腈多孔膜表面作为中间层,在该中间层上通过聚乙烯亚胺与均苯三甲酰氯界面聚合形成聚酰胺分离层,最终获得表面荷正电的LDH/聚酰胺纳滤膜。LDH中间层不仅增强了膜表面的荷正电性,且诱导聚酰胺层形成咖啡环结构,提高了膜表面的粗糙度,因此同步提高了膜的选择性和渗透性。当分离镁锂比为20的混合溶液时,LDH/聚酰胺纳滤膜的镁锂分离因子为17,渗透性为1.15×10^(-4)L/(m^(2)·h·Pa),且在实验时间(100 h)范围内性能稳定,展现出良好的镁锂分离应用前景。

VCrAl_(1.21)Ni_(0.93)Co_(1.85)高熵合金中间层真空扩散连接TC4钛合金和T2铜

根据伪二元合金设计策略和共晶高熵合金设计理念,设计并制备了VCrAl_(1.21)Ni_(0.93)Co_(1.85)共晶高熵合金中间层用于真空扩散连接TC4钛合金和T2铜,研究了不同连接温度对TC4/T2扩散连接接头微观组织和力学性能的影响规律.结果表明,所有接头界面结合良好无缺陷产生,在TC4侧的连接界面附近发生了部分相变,由α-Ti向β-Ti进行转变,并且形成了部分魏氏体组织.Ti_(2)(Co,Ni),Ti_(2)(V,Cr,Al),Ti(V,Cr,Co)和(V,Cr)(Al,Ni,Co)相形成在TC4/VCrAl_(1.21)Ni_(0.93)Co_(1.85)界面上,而VCrAl_(1.21)Ni_(0.93)Co_(1.85)/T2界面上形成了(V,Cr)(Al,Ni,Co)和(V,Cr)(Cu,Ni,Co)_(3)相.界面上形成高熵微观组织结构起到高熵固溶强化作用,扩散层Ⅰ和Ⅱ对应的生长激活能分别为229 kJ/mol和191 kJ/mol,接头抗剪强度在880℃时达到最大为194 MPa,接头主要沿着BCC基体相和B2相交替位置断裂,断口表面出现河流花样特征,属于一种典型的解理断裂模式.

中间层臭氧的夜间变化特征及与太阳活动的相关性

基于ENVISAT-1/GOMOS(Global Ozone Monitoring by Occultation of Stars)和TIMED/SABER(Sounding of the Atmosphere using Broadband Emission Radiometry)卫星的臭氧廓线数据结合模式HAMMONIA(Hamburg Model of the Neutral and Ionized Atmosphere)对热带低纬度地区(20°S-20°N)中间层(60~110 km高度)夜间(20:00 LT-24:00 LT)臭氧的分布进行统计,分析其与27天太阳周期的相关性.观测与模式均表明中间层夜间臭氧在95 km达到峰值,并在中间层上层存在半年振荡.通过与相同时间段内的太阳辐射强迫Lyman-α数据对比发现,中间层上层臭氧与太阳强迫作用可能是反相关,中间层下层臭氧与太阳强迫作用可能呈正相关.虽然观测结果与模型结果在臭氧随月份的时间和空间分布上有一定的相同特征,但在臭氧峰值的数值上发现有较大的差异,其中臭氧敏感性的振幅被模型低估.

公意机制:国家治理中“中间层”的新实践形式

在中国,国家在乡村社会的治理通常需要一个“中间层”,纵向联结农民,横向组织社会。这个“中间层”存在多种实践形式,除了常见的代理机制外,成都市公共服务资金制度的运行过程展示出一种新形式,即公意机制。公意机制是在国家资源下乡的背景下,农民通过议事协商等方式形成的公共意志及其运行过程,是国家外部建构与村庄内部生长联动的产物。与代理机制的精英化路线不同,公意机制运用国家的资源输入直接动员农民,将分散的农民个体转变为组织化的行动集体,走的是群众化路线。公意本身就是一种公共性力量,能够释放出强大的治理效能,能够弥补代理机制本身附带的代理失效问题,为理解新时代国家与社会的关系提供了新思路。

镍/钼复合中间层钎焊连接C/C复合材料和304不锈钢

本文使用在BNi-2或AgCuTi箔片钎料中添加金属中间层(Ni、Mo或Ni/Mo)的方法有效提高了C/C复合材料和304不锈钢真空钎焊接头的强度,并先后对接头的微观结构、连接机理和力学性能进行分析。分析表明,BNi-2+Ni/Mo接头的微观结构包括Cr_(3)C_(2)、Ni(s,s)、Cr_xNi_(y)+MoNi_(4)、MoNi_(4)+Cr_(x)M_(y)和Ni(s,s)+Cr-Fe;AgCuTi+Ni/Mo接头的界面则由TiC、Ag(s,s)+Cu(s,s)、Ni、Ag(s,s)+Cu(s,s)+MoTi、Mo和MoTi+Cu(s,s)+Ag(s,s)构成。有限元模拟结果表明,AgCuTi钎料加持下的镍/钼复合中间层能够有效缓解C/C母材与焊缝界面间的残余应力。室温下BNi-2+Ni/Mo、AgCuTi+Ni、AgCuTi+Mo和AgCuTi+Ni/Mo钎焊接头的平均剪切强度分别为2.57 MPa、10.91 MPa、23.81 MPa和26.77 MPa,有效验证了有限元结果的可靠性。

铜中间层对不锈钢-铝合金激光搭接焊质量的影响

探讨了不同厚度铜中间层对301L不锈钢和6082-T6铝合金激光焊接接头组织和力学性能的影响。试验采用10 kW光纤激光器,机器人自动化焊接,并设定了不同的焊接功率和速度。结果表明,添加铜中间层后,在焊接速度为31 mm/s、激光功率3.1~3.5 kW时均能获得外观质量良好的焊缝;随着焊接热输入量的增加,焊缝形貌由V形向钉子形转变,而当铜中间层厚度为0.1 mm时,焊缝出现明显的缩颈;添加铜中间层后,焊缝边缘硬度降低,韧性和力学性能提高,裂纹减少;拉剪强度随焊接参数增加先升后降,当铜中间层厚度为0.05 mm、激光功率3.1 kW、焊接速度31 mm/s时,焊缝拉剪强度最高;不同厚度铜中间层的最佳焊接参数不同;铜中间层能有效改善不锈钢和铝合金激光焊缝的质量,提高接头力学性能,但需选择适宜的铜中间层厚度和焊接参数。

铜-镍中间层对钛/钢激光焊接头组织与性能的影响

文章采用添加铜-镍作为中间层的激光热导焊工艺制备钛/钢搭接焊接头,通过改变激光功率对焊接接头组织与性能的变化进行研究。研究表明,铜-镍中间层的加入改变了钛/钢激光焊接熔池的组织形貌以及元素分布情况,通过SEM、EDS、XRD等对熔池各区域检测分析,发现在靠近钛母材一侧形成了Ti-Ni、Ti-Cu等新相,有效抑制了Fe-Ti二元脆性相的产生,通过力学实验发现激光功率为2900W时,钛/钢焊接接头的力学性能最好,最大剪切力为1845.02N,说明铜-镍中间层的添加改善了钛/钢异种金属的焊接性。