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Ti和Ti/Ni/Ti连接钨与铜及其合金的界面结合机制与接头强度

邹贵生 , 赵文庆 , 吴爱萍 , 张德库 , 胡乃军 , 黄庚华 , 任家烈

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2004.03.008

采用热-力学模拟试验机GIeeble 1500D作加热设备,用Ti片和Ti箔/Ni片/Ti箔复合中间层扩散连接钨与铜及铜合金CuCrZr.结果表明,当用Ti片连接钨与铜,连接温度下Ti与Cu反应但未转化成液相时,则反应层由具有一定脆性的多层化合物组成,接头强度偏低;当Ti片通过共晶反应转化成液相且大部分液相被挤出连接区时,接头强度显著提高,最高达220MPa.用Ti/Ni/Ti复合中间层连接钨与CuCrZr时,结合界面是通过Ti分别与Ni、W及Cu相互扩散并反应生成多层化合物和固溶体而形成的;与Ti片连接钨与铜的接头形成相似,连接过程中Ti箔未转化成液相时接头强度偏低,Ti箔转化成液相时接头强度明显提高.

关键词: 钨 , 铜 , 复合中间层 , 扩散连接 , 界面结合

ER4043焊丝Mg/Al异种金属冷金属过渡焊接接头组织及性能研究

尚晶 , 王克鸿 , 周琦 , 张德库 , 黄俊 , 李广乐

稀有金属材料与工程

模板采用冷金属过渡(CMT)焊接工艺,以ER4043铝硅焊丝作为焊缝填充金属对AZ31镁合金和6061铝合金进行对接,焊接过程稳定,焊缝成型良好.利用光学显微镜、扫描电镜、能谱和X射线衍射等表征方法,对接头的组织、成分和相组成等进行了分析.结果表明:填充金属与铝母材界面结合良好,与镁母材联生结晶,晶粒长大形成均匀分布的柱状晶,为α镁基固溶体和γ(Mg17Al12)的共晶组织,镁侧熔合区生成了Mg17Al12、Mg2Al3、Mg2Si金属间化合物.力学性能测试表明:镁侧熔合区的显微硬度值较高,该处生成了脆硬的金属间化合物;断裂均发生在镁侧熔合区,属于脆性断裂.断裂的主要原因是镁侧熔合区生成了大量的Mg2Si、Mg17A112和Mg2Al3金属间化合物.

关键词: 冷金属过渡焊接 , Mg/Al异种金属连接 , 金属间化合物 , 微观组织

利用金属间化合物增强陶瓷钎焊接头 --接头组织与界面反应

张德库 , 邹贵生 , 吴爱萍 , 刘根茂

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2005.05.004

为了提高Si3N4陶瓷连接接头高温性能及减小接头因热膨胀系数不匹配而产生的应力,采用Ag-Cu-Ti钎料和NiTi复合中间层进行半固态连接.接头组织观察表明,钎缝主要由NiTi(Cu)金属间化合物和Ag-Cu基体组成.研究表明,Ni与Ti的加入量对于钎缝中金属间化合物的形态及钎缝与母材界面反应层的形成具有十分重要的影响.

关键词: Si3N4 , 原位 , 金属间化合物 , 钎焊 , 界面反应层

Si3N4复相陶瓷半固态连接的接头组织和界面反应

杨俊 , 吴爱萍 , 邹贵生 , 张德库 , 刘根茂 , 任家烈

材料科学与工程学报 doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2004.02.001

根据复合材料的强化原理,用Ag-Cu-Ti钎料和TiN颗粒作为复合连接材料在半固态下连接Si3N4复相陶瓷以提高接头强度,研究了接头的组织和界面反应.结果表明,接头由母材/反应层/含微量Ti的Ag-Cu+TiN/反应层/母材组成,反应层由含Ti、Si、N三种元素的一些化合物组成;TiN颗粒在Ag-Cu基体中的分布总体均匀,两者之间的界面清晰、结合致密:当TiN的加入量较小时,对连接材料与母材的界面反应没有明显影响.初步的剪切试验结果表明,采用Ag-Cu-Ti加TiN颗粒作为复合连接材料连接Si3N4陶瓷可以提高接头强度.

关键词: 陶瓷 , 复合连接材料 , 半固态连接 , 界面反应

钎缝厚度对陶瓷连接接头强度的影响

张德库 , 邹贵生 , 吴爱萍 , 杨俊 , 刘根茂

材料科学与工艺 doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2005.03.002

采用不同厚度的Ag-Cu-Ti钎料连接Si3N4陶瓷材料,研究了钎缝厚度对连接强度的影响规律,利用扫描电镜观察了接头微观结构.试验发现,在一定钎缝厚度范围内,随着钎缝厚度的增加,接头强度随之提高.研究表明:钎缝厚度影响连接强度的主要原因在于对残余应力的缓解,但钎缝厚度过厚时,对应力的缓解作用变化不大,而钎缝的拘束作用减弱,接头强度有下降的趋势;在相同连接规范下,钎缝厚度与反应层厚度之间也存在一定的关系.

关键词: Si3N4陶瓷 , 钎焊 , 钎缝厚度 , 强度 , 应力

利用金属间化合物增强陶瓷钎焊接头

张德库 , 吴爱萍 , 邹贵生 , 刘根茂

稀有金属材料与工程

采用钎焊的方法连接Si3N4陶瓷.在Ag-Cu-Ti钎料中添加镍、钛元素,在钎焊的同时,使钎缝中进行原位反应,生成金属间化合物增强钎缝,从而达到提高接头强度的目的.对钎缝进行X射线衍射分析结果表明,钎缝中生成了镍钛铜金属间化合物.对钎缝进行显微组织观察表明,生成的金属间化合物呈颗粒状,比较均匀地分布于钎缝中,从而对钎缝强度产生有利的影响.金属间化合物的弥散程度,反应连接层状态等因素对接头强度会产生较大影响.对界面的观察结果表明,界面反应层分为两层结构,形成过程可以分为3个阶段.

关键词: Si3N4陶瓷 , 钎焊 , 化合物 , 原位

利用金属间化合物增强陶瓷钎焊接头强度

张德库 , 邹贵生 , 吴爱萍 , 刘根茂

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2005.05.005

研究了Ag-Cu-Ti/加Ti/Ni/Ti复合层钎焊Si3N4陶瓷的接头组织与性能.结果表明,钎缝中形成了以金属间化合物为高熔点相和Ag-Cu作为基体的组织.对界面反应层的观察表明,反应层分为两层结构.保温时间、连接温度、Ti箔和Ni箔厚度及Ag-Cu-Ti钎料厚度均能影响接头组织和强度.在本实验范围内,其它参数一定的条件下,分别在30min,970℃,Ti箔30μm和Ni箔60μm及Ag-Cu-Ti片150μm时取得了最大强度值.

关键词: Si3N4陶瓷 , 钎焊 , 剪切强度

铝基复合材料激光焊中不同保护气体的影响

孟庆昌 , 郭永良 , 牛济泰 , 张德库 , 王慕珍 , 刘黎明

材料科学与工艺 doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2004.02.028

为了改善铝基复合材料的焊接性,分别采用氮气和氩气作为保护气体对SiCp/6063Al复合材料进行脉冲激光焊接.结果表明:采用氮气可以得到比氩气作为保护气体更高的接头强度;在激光作用下,氮气在溶池附近电离分解、吸热,起到冷却溶池作用,从而缩短了溶池凝固时间,改善了溶池中的热循环状态和冶金反应,有效地抑制了焊缝中有害的界面反应,提高了接头质量.

关键词: 铝基复合材料 , 激光焊 , 氮气保护 , 氩气保护 , 微观组织 , 力学性能 , 电离

杨拓宇 , 张德库 , 王克鸿 , 黄俊

稀土学报(英文版) doi:10.1016/S1002-0721(16)60013-3

关键词: