Forming of tubes and bars of alumina/LY12 composites by liquid extrusion process

Tube and bar products of aluminum alloy composites reinforced by alumina short fiber were formed in a single process with liquid extrusion technology. The microstructure verifies that the reinforcing effect is obvious in the deformation direction since fibers are distributed along this direction, which is resulted from the flow and crystallization under pressure of liquid metal and large plastic deformation of solidified metal in the process. The interface between fiber and matrix belongs to mechanical bonding. The fractograph demonstrates ductile mode. Liquid extrusion process opens up a new way for fabricating tube, bar and shaped products.

Effects of Aluminum Particle Size, Galinstan Content and Reaction Temperature on Hydrogen Generation Rate Using Activated Aluminum and Water

Aluminum, in its normal passive oxidized state, does not react with water. In this work, aluminum activation is carried out using liquid metal eutectics Ga-In-Sn-Zn (60:25:10:5). Subsequently, the reaction with water of activated aluminum to produce hydrogen has been examined. The effects of aluminum particle size, liquid eutectics content, and reaction temperature on hydrogen production rates are investigated. The liquid eutectics interaction with aluminum is discussed and the mechanisms of liquid eutectics penetration within the Al particles have been investigated. The specific surface area of the Al particles, the mass ratio of Al to eutectics content and the reaction temperature were found to determine the hydrogen production rate and yield. It is observed that micro-aluminum particles of ~30 μm size display lower reaction rates and hydrogen yields than ~350 μm size particles.

具有高柔顺性液态金属桥接铝粉基热界面材料

为了解决热界面材料导热系数和柔顺性能在热界面材料中相互制约的问题,通过向聚二甲基硅氧烷/铝体系中引入液态金属,降低球形铝粉之间的接触热阻,提高了聚二甲基硅氧烷/铝的导热性能;同时,避免了高填料含量导致的柔顺性下降问题。制备的聚二甲基硅氧烷/铝/液态金属热界面材料导热系数达到4.25 W·m^(-1)·K^(-1),柔顺性能表现优异(断裂伸长率高达164.9%,杨氏模量仅为174 kPa),与生物软体组织的力学性能类似。为满足高功率和大尺寸芯片(如CoWoS晶圆级封装)的热界面材料的发展提供了一种新颖的思路。

液态金属改性微米Al-氟聚物的3D打印及性能表征

为了研究镓基液体金属(GLM)-Al-氟聚物的能量释放性能,制备了GLM质量分数分别为1%、3%、5%、7%的GLM-Al,通过3D打印获得了GLM-Al-氟聚物复合反应性材料;采用SEM、EDS、XRD、XPS、DSC-TG、高速摄影仪和万能拉伸仪对GLM-Al及GLM-Al-氟聚物的微观结构、燃烧性能、力学性能等进行测试。结果表明,质量分数3%的GLM改性的GLM-Al放热量和氧化增重均最大,分别为6181 J/g和42.92%;改性前的Al-氟聚物不能被点燃,改性后GLM-Al-氟聚物可以点燃且可以持续稳定燃烧,在当量比为3.5时的燃速最大,为6.0 mm/s;此时GLM-Al-氟聚物的抗拉强度和断裂伸长率均最大,分别为1.73 MPa、11486%,是改性前Al-氟聚物的1.5倍和1.3倍。

改性氮化硼复合材料涂层制备高阻隔导热内衬纸

目的研究液态金属改性氮化硼对无铝内衬纸水蒸气透过性能和导热性能的影响。方法将氮化硼片通过液态金属改性后与聚乙烯醇复合制备功能涂层,涂敷到基纸表面,研究液态金属改性氮化硼的含量和涂层厚度对内衬纸的水蒸气阻隔性能和导热性的影响。结果液态金属改性解决了氮化硼片团聚和基体/填料界面缺陷问题,能够进一步延长水蒸气扩散路径,降低水蒸气透过率,涂层厚度增加进一步延长扩散路径和降低了水蒸气透过率。此外,液态金属改性提升了热导率并降低了弹性模量。结论文中使用功能涂层改善了传统无铝内衬纸的阻隔性和导热性,并降低了模量,有望给兼具柔性、阻隔性和凉感的纸张的制备提供借鉴。

连续铸挤成形技术的发展及应用

连续铸挤技术(Castex)是连续挤压技术(Conform)的进一步发展,它将液态金属连续铸造与加工合为一体,实现液态金属直接加工成形,属短流程,高效节能的先进工艺。论述了连续铸挤技术的先进性及其发展现状,介绍了连续铸挤的设备结构、工艺以及其产品。并且总结了20年来东北大学对连续铸挤理论、工艺及设备研究与开发的成果,现已成功地设计与制造了DZJ 300、350、460、500、1100型等连续铸挤机,可连续铸挤铝及其合金的管、棒、线、型材,在国内得到应用。

Al-Mg-Si铝合金氩弧焊气孔形成机理的研究

在氩弧焊工艺试验基础上,分析了铝合金表面氧化膜和焊接工艺方法对铝合金焊缝中气孔的影响。结果表明:通过对铝合金母材和焊丝表面状况、惰性气体的纯度、焊接工艺参数等的合理控制,可以有效减少铝合金焊缝中的气孔。

铝合金液体金属脆断过程的TEM原位观察

采用自制的恒位移加载台，在透射电镜(TEM)中原位观察了7075铝合金吸附液体金属(Hg十3％Ga)后加载裂纹前方位错组态的变化以及脆性微裂纹的形核和扩展．结果表明：液体金属吸附后能促进位错的发射、增殖和运动；当吸附促进位错发射和运动达到临界状态时，脆性微裂纹就在原裂纹顶端或在无位错区中形核并解理扩展.

离心渗铸工艺中铝熔体在SiC多孔介质内的渗流传热过程

针对离心力场中铝熔体在SiC多孔介质内的渗流传热现象,考虑离心力对渗流传热过程的影响,根据局部非热平衡假设建立了多孔介质渗流传热模型。采用全隐格式TDMA算法和第一类迎风差分方法对渗流过程的温度场进行了数值计算。研究分析了不同复合层厚度下离心渗透过程中的流场和温度场瞬态变化规律。计算结果表明,在渗透区域,熔体与SiC颗粒存在着一定温差,而在渗透前沿,这种温差相对较大。渗流速度变化存在两个十分明显的阶段,渗流速度较高且急剧下降的初始渗透阶段以及渗流速度相当平稳的后续阶段。渗流速度的这种瞬态变化规律主要是多孔介质内流体流动与离心压力相互作用的结果。渗透初期形成的紊流状态,是导致熔体卷吸空气、使复合材料内部形成气孔的主要原因之一。选择合适的工艺参数对于确保铸件质量是十分关键的。

泡沫铝的液相制备技术研究

多孔金属是近10年迅速发展起来的一种结构和功能一体化的新型工程材料。泡沫铝属于多孔金属中的一种,具有很好的环境功能特性,无毒、美观且可回收,应用前景广阔。泡沫铝的制备方法有很多,可分为液相法、固相法和沉积法三大类。详细介绍了泡沫铝的各种液相制备技术及生产研究现状,对制备技术中现存的一些问题作了简略概括,并提出了今后努力的方向。

7075铝合金在液体金属Ga中的脆断行为

用WOL恒位移试样研究了7075铝合金在液体金属Ga中的脆断行为金相跟踪观察表明，Ga吸附后首先促进局部塑性变形，在缺口前方形成四下的塑性区，然后脆性激裂纹形核．液体金属脆断的临界应力强度因子．反向加载（位移V＜0）时，液体金属脆性激裂纹在远离缺口顶端的拉应力区中形核，微裂纹向拉应力区扩展而中止于压应力区反向加载时，试作断裂的名义应力强度因子为．所有断裂试样均为沿晶断口．

离心渗铸金属铝熔液的瞬态固化与再熔

通过分析离心力场中金属铝熔液在Al_2O_3短纤维多孔介质内的渗流传热,考虑了离心惯性力对铝熔液的瞬态固化与再熔的影响,建立了旋转多孔介质内的渗流传热理论模型。研究了复合管铸造工艺中不同工况下液固共融区的长度和固化率的瞬态变化规律以及流场压损的分布规律。结果表明:在Al_2O_3颗粒的预热温度低于铝熔化温度的条件下,当渗透前沿达到一定深度时出现液固共融,随后液团共融区随渗透过程而增长,固化率逐渐提高。随着孔隙率的减小,液固共融区的长度和固化率增大,出现共熔现象的固化率降低,复合层能达到的最大厚度减小。而随着转速的减小,液固共融区长度缩短,共熔区内的固化率水平提高,出现共熔现象的固化率增大,复合层能达到的最大厚度减小。

SiC_p/ZL101铝基复合材料的原位强化活性液相扩散焊方法(In situ A-TLP)

提出了一种采用含有升熔型活性元素的三元活性钎料的'原位强化活性液相扩散焊'(In situ A-TLP)方法,并研制出一种可实现该新工艺的Al-Cu-Ti系三元活性钎料。该方法不仅使母材/钎缝界面(包括P/M界面)致密,还能实现钎缝本身的原位强化。突出特点在于后者:一方面在降熔元素Cu向母材扩散而实现等温凝固后,钎缝基体转变为综合性能优良的固溶体;另一方面,升熔型活性元素难以向母材中扩散而在凝固前沿局部处浓度会自动升高,足以在钎缝中通过结晶方式,原位形成含有升熔型活性元素的弥散分布的亚微米或微米级三元金属间化合物强化相;从而获得以亚微米或微米级三元金属间化合物Ti(AlSi)_2为强化相、以固溶体为基体的优质钎缝。在550℃焊接10%的SiC_p/ZL101(体积分数),接头性能达母材的99.7%;断裂路径可穿入母材并非全在界面与钎缝内。

铝/铝涂层复合材料液固复合法制备及其界面结合机理

研究了一种新的双金属复合工艺,采用电弧喷涂技术对型芯预喷涂一层纯铝涂层,对涂层进行喷砂处理后,将纯铝液浇注到铸型中实现基体与涂层的结合,以此来提高涂层的结合能力。实验结果表明,基体和涂层之间实现冶金结合,并在涂层中发现有铝液渗入的现象。研究表明,在液固复合铸造过程中,铝液在涂层表面发生润湿、渗透、熔合和扩散的作用,实现了基体和涂层之间的冶金结合。

铝基复合材料的瞬间液相扩散连接试验

分别采用Cu箔和Cu膜作为中间层,在853 K保温情况下进行了S iC颗粒增强铝基复合材料的瞬间液相扩散连接试验.用金相显微镜、扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪和拉伸试验机研究了表面状态、保温时间和压力对接头显微组织和性能的影响.结果表明:合适的压力和中间层厚度能有效改善接头的组织和力学性能,接头剪切强度随保温时间延长而提高.表面状态对接头强度有较大影响.采用Cu膜作中间层由于没有氧化膜的影响,可以获得更好的接头性能,在加2 M Pa压力,853 K保温120 m in连接时接头剪切强度可达169.1 M Pa,约为母材强度的81.7%.

AlSiC电子封装材料及构件研究进展

AlSiC电子封装材料及构件具有高热导率、低膨胀系数和低密度等优异性能,使封装结构具有功率密度高、芯片寿命长、可靠性高和质量轻等特点,应用范围从功率电子封装到高频电子封装。综述了国内外制备AlSiC电子封装材料及构件所涉及的预制件成形、液相浸渗铸造、力学性能、气密性、机械加工、表面处理和构件连接等方面的研究进展。

168kA新型阴极高效节能铝电解槽节能机理

为了研究168kA新型阴极铝电解槽的节能机理,对新型阴极电解槽内部热场、电磁场以及铝液流场进行了数值模拟,并利用自行研制的铝液波动动态检测系统对新型阴极电解槽阴极铝液液面波动进行了测量。结果表明:新型阴极电解槽的阴极凸起可降低槽内阴极铝液的流速,其阴极铝液X向、Y向水平流速均小于普通阴极电解槽,并且能够有效地减弱阴极铝液的波动。因此,新型阴极电解槽的极距为3.8cm,比同系列普通阴极电解槽低1cm,其电解质压降比普通阴极电解槽的电解质压降低380mV。新型阴极电解槽能量利用率比同系列普通阴极电解槽能量利用率高5%。

铝合金电磁净化的现状及前景

介绍了有关铝合金的电磁净化原理及几种主要的净化方法,对比分析了各自的优缺点,叙述了发展近况和应用前景等。

LARS系统提高除氢精炼效果的措施

通过实际生产应用,分析影响铝液除氢精炼效果的因素,根据铝液除氢精炼系统（LARS）的特点,提出提高除氢精炼效果的特殊措施。通过优化石墨转子及氩气运行路径,提高氩气预热效果,优化精炼箱几何形状使之与氩气气泡膨胀程度匹配,除氢精炼效率达到60%-70%。

带金属密封环的AlSiC管壳制备与性能

采用模压成形制备预制件，经真空-压力浸渗后成功制备出带金属密封环的A1SiC管壳，评价了带密封环的A1SiC管壳的性能当磷酸铝含量为1．2％，成形压力为200MPa，800℃恒温2h处理的SiC预制件抗弯强度为12．4MPa，孔隙率为37％。A1SiC电子封装材料在100℃～500℃区间的热膨胀系数介于（6．52-7．43）×106℃^-1，热导率为160W·m^-1·K^-1，抗弯强度为380MPa，漏率小于1．0×10^-9 Pa·m^3·s^-1、无任何约束条件下，A1SiC管壳升温至450℃．恒温90min，然后随炉冷却，密封环为铝合金的管壳明显变形，与有限元分析结果相符，而密封环为4J45的管壳基本朱变形。4J45密封环与铝合金扩散形成（Fe，Ni）Al3，但4J45密封环与A1SiC壳体间界面结合不紧密，导致A1SiC管壳漏率大于1×10^-8Pa·m^3·s^-1。