55%SiC_p/6063Al复合材料与玻璃的钎焊工艺研究

以Sn3.0Ag0.5Cu钎料为中间层对镀镍55%(体积分数)SiC_p/6063Al复合材料和覆Ag玻璃基板进行氩气保护钎焊。焊接温度为260、265、270℃,焊接时间为30、35、40 min。通过SEM、EDS和剪切试验分析钎焊工艺对接头性能的影响。结果表明:钎焊前对55%SiCp/6063Al复合材料进行镀镍处理,可明显提高钎料对55%SiCp/6063Al复合材料的润湿性能;对玻璃表面进行金属化处理,可以提高其焊接性能;焊接接头结合致密,无气孔裂纹等缺陷,在焊接参数为260℃、40min条件下,剪切强度最大,为12 MPa。接头断裂形式主要为韧性断裂。

SiC颗粒增强铝基复合材料的连接现状

SiC颗粒增强铝基复合材料因其具有成本低、耐磨性好、高比强度和比刚度、高谐振频率等优良的性能受到关注,但由于难于机械加工,特别是焊接性较差制约其在工程中的应用推广.文中通过对国内外SiC颗粒增强铝基复合材料的连接现状(焊接方法主要集中于熔化焊、扩散焊、搅拌摩擦焊和钎焊等)进行综述和评价.结果表明,SiC颗粒和Al基体的较大物理化学性能差异是影响该种复合材料焊接性的主要因素;当SiC颗粒体积分数低于35%时,目前已取得令人基本满意的焊接效果,已具有小批量生产的趋势;但当SiC颗粒体积分数大于35%时,特别是针对高体积分数(55%～75%)的复合材料而言,传统的熔化焊方法很难获得高质量的接头,因此选择合适的连接方法和特殊的焊料成分则成为该种材料的重要创新方向.

中间层对SiC_p/6063Al复合材料电阻点焊接头性能的影响

采用Sn3.0Ag0.5Cu中间层对低体积比SiC_p/6063Al复合材料进行电阻点焊,通过剪切试验以及SEM、EDS和XRD分析Sn3.0Ag0.5Cu中间层和点焊工艺对点焊接头组织及性能的影响。结果表明:Sn3.0Ag0.5Cu作为中间层可有效与母材形成混合熔核,显著改善母材直接点焊后熔核中SiC颗粒偏聚现象,在点焊电压和时间分别为124 V、2.2 s时,接头剪切强度达到100.17 MPa,断裂主要发生在熔核及熔核边缘母材处,断裂形式是以韧性断裂为主的混合断裂。因此,Sn3.0Ag0.5Cu中间层可有效提高低体积比SiC_p/6063Al复合材料电阻点焊接头的结合强度。

添加不同含量Ga对新型SnInAg无铅焊料合金耐酸碱性的影响研究

为改进Sn-11In-1.5Ag无铅焊料合金焊料的耐蚀性,采用失重法和电化学实验研究了Sn-11In-1.5Ag-xGa(x=0,0.1,0.3,0.5,0.7,质量分数,%)焊料合金在腐蚀环境中的腐蚀行为。利用扫描电镜(SEM)观察Sn-11In-1.5Ag-xGa焊料合金的表面形貌,利用X射线衍射仪(XRD)对焊料表面的腐蚀产物进行表征。结果表明:无论是在酸性还是碱性溶液中,添加的Ga均能提高Sn-11In-1.5Ag焊料合金的耐蚀性。随Ga含量的增加,焊料的耐蚀性也随之增强。对于相同成分的焊料合金,其耐蚀性在碱性溶液中优于酸性溶液。SEM观察表明,在Sn-11In-1.5Ag合金中加入Ga可以明显减轻焊料的腐蚀程度。XRD分析表明,焊料合金在酸性和碱性溶液中的腐蚀产物均为In_(2)O_(3)。

钢化真空玻璃封接工艺及封接接头性能研究

用自主研发的Sn-0.3Ag-0.7Cu-0.6Ga-0.8Sb低Ag无铅焊料对覆Ag玻璃基板进行真空封接。封接温度为270、280、290、300℃,保温时间为15、20、25、30 min。通过剪切强度测试、气密性测试、扫描电镜观察及EDS能谱分析对钢化真空玻璃封接接头的性能与组织进行分析。结果表明:封接接头依靠焊料合金中的Sn与Ag层中的Ag相互扩散形成冶金结合。封接接头剪切强度随封接温度上升、保温时间延长先增后降,封接温度为290℃、保温20 min时,接头剪切强度最高,为14.01 MPa,此时接头内部的IMC层组织厚度适中,分布均匀,接头断裂位置位于Ag层与玻璃结合部位,封接接头气密性在该封接工艺下达到最佳,为1×10^(-9)Pa·m^(3)/s。

相控阵雷达T/R模块封装复合材料现状及发展趋势

随着航空航天、军工、电子技术的迅猛发展,封装方式与封装材料已成为电子设备进一步实现小型化、轻量化和高性能的重要制约。相控阵雷达T/R模块封装材料经历了从第一代的可伐合金到第二代的铜钨合金及近些年来兴起的以铝为基体的第三代轻质材料-碳化硅颗粒增强铝基复合材料和高硅铝合金,而二者的制备和加工技术仍存在的问题成为限制第三代材料全面推广和应用的重要瓶颈。本文综述了新一代封装材料的制备方法、机械加工性能、焊接工艺及表面处理等,详细介绍了新一代相控阵雷达T/R模块封装复合材料加工和应用的研究技术现状,并对其发展趋势进行展望。

基于有限元的渣罐结构模拟和优化

利用ANSYS模拟软件,通过瞬态热分析获得了新、旧渣罐和其内熔渣冷却过程的温度分布及其变化规律。结果表明新渣罐具有更加优异的冷却效果和热疲劳强度。相比于旧渣罐,冷却3 h后新渣罐温度更低,其内熔渣温度降低也更快。这表明新型渣罐使用6个隔板分成6个型腔的结构设计有利于提高其热疲劳强度和钢渣的后续处理。此外,热与结构耦合分析结果表明,新、旧渣罐的热应力均能满足高温强度使用要求。

采用正交试验优化设计Sn-Bi-Ag-Cu-Ce无铅焊料的性能分析

采用正交试验优化设计新型Sn-Bi-Ag-Cu-Ce五元无铅焊料,对焊料熔点、铺展系数及抗拉强度进行测试,通过方差分析确定五元无铅焊料的最佳配方,并对比分析最佳焊料的强度及润湿铺展性能。结果表明:Sn-Bi-Ag-Cu-Ce五元无铅焊料的熔点接近Sn-37Pb焊料,为203.4℃;焊料组织中的富Bi相、Ag3Sn相和Cu6Sn5相得到细化,焊料抗拉强度明显提高,达到56.3 MPa;焊料铺展系数相较SAC305、SAC0307焊料提高9.4%、13.8%。

真空玻璃封接接头残余应力的影响因素分析

采用正交设计和有限元模拟的方法研究了真空玻璃的钎焊温度、保温时间、钎料厚度和施加压力等工艺参数对真空玻璃封接接头残余应力的影响,并分析不同钎焊工艺对真空玻璃封接接头剪切强度的影响,确定了最优水平组合。结果表明:钎料的厚度对接头残余应力的影响最为显著,施加压力对接头残余应力的影响较为显著,钎焊温度和保温时间的影响较小;钎焊温度为275℃,保温时间为20 min时,接头剪切强度最高。最优的水平组合为钎焊温度275℃,保温时间20 min,钎料厚度为0.3 mm,施加压力为8.56 N。优化的参数设计能够减小接头的残余应力,有利于提高接头的强度。

含Sc、Ce、Be的TiB2原位增强焊丝与4047焊丝对SiCp/AlMMCs的TIG焊研究

使用自制的含Sc、Ce、Be的TiB2原位增强焊丝与4047焊丝分别对T6态SiCp/AlMMCs进行TIG焊。分析了接头的力学性能、显微组织以及断口形貌和第二相粒子分布。结果表明:2种焊丝的焊缝成型优良,4047焊丝成型更加美观;焊缝中SiC颗粒较少,存在严重贫瘠区,未发现明显的Al4C3脆性物;显微组织都为枝晶组织,但4047接头焊缝枝晶粗大,TiB2接头焊缝晶粒细小,稀土元素Sc、Ce、Be起到了细化晶粒的作用,且TiB2粒子在焊缝中分布均匀;2种接头的HV硬度值在焊缝中心两侧近似呈对称分布,焊缝区硬度最低,平均值分别为716、600MPa,热影响区硬度的"过时效"现象明显;TiB2接头的抗拉强度明显优于ER4047接头,平均强度达到171.88MPa,相对于4047接头强度提高40.03%,TiB2粒子起到了原位增强的作用;TiB2接头断口中气孔较少,为韧-脆性混合性断裂,韧窝中第二相粒子较多;4047接头断口中气孔较多,为韧性断裂,韧窝中第二相粒子较少。

M50NiL钢热变形过程中的物理型本构方程及微观组织演变

利用Gleeble-3500型热模拟试验机对M50NiL钢进行了温度为900~1200℃、应变速率为0.01~50 s^(-1)的热压缩试验,研究了M50NiL钢的热变形行为。结果表明:在本实验条件下M50NiL钢出现了3种组织,即具有变形晶粒和孪晶的微观组织、新形核再结晶晶粒和锯齿状晶粒的微观组织和完全动态再结晶的微观组织。Z参数值越低,动态再结晶组织就越充分,Z参数值越高,越容易形成变形晶粒和孪晶的微观组织。基于位错密度理论和Avrami形核长大动力学建立了M50NiL钢的物理型本构方程,其能够揭示动态回复和再结晶两种物理机制对流动应力的影响规律。预测的流动应力与实验数据具有很好的相关性,表明该本构方程能够准确地描述M50NiL钢在较宽温度和应变速率范围下的动态回复和动态再结晶行为。