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核聚变中面向等离子体材料与铜合金的钎焊研究进展
1
作者 盛兰兵 梁伊茗 +3 位作者 李云月 赵明远 沈元勋 钟素娟 《材料导报》 北大核心 2025年第19期177-184,共8页
核聚变是人类正在探索的新能源发展方向,并取得了一定的进展。目前,托卡马克装置中面向等离子体部件面临着性能要求高、连接难度大的问题。本文对面向等离子体材料与铜合金热沉材料的钎焊技术现状和发展趋势进行了论述,分别对C/C材料、... 核聚变是人类正在探索的新能源发展方向,并取得了一定的进展。目前,托卡马克装置中面向等离子体部件面临着性能要求高、连接难度大的问题。本文对面向等离子体材料与铜合金热沉材料的钎焊技术现状和发展趋势进行了论述,分别对C/C材料、钨和铍三种具有较大发展前景的面向等离子体材料与CuCrZr合金的钎焊进行了重点阐释,介绍了其在不同类型的钎料及钎焊工艺下的连接情况。总结了三种材料在发展过程中以适应更高功率的托卡马克装置进行的改进优化,以及钎焊技术在第一壁的制造发展中的重要作用,并对应用于第一壁装置中的异质材料连接进行了展望。 展开更多
关键词 钎焊 面向等离子体材料 铜 异质材料
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石墨烯强化铜泡沫对SiC_(f)/SiC复合材料与高温合金钎焊接头组织性能的影响
2
作者 张瑜 张宏强 +4 位作者 梅寒 龙伟民 张雷 赵伟 郭伟 《精密成形工程》 北大核心 2025年第3期49-57,共9页
目的通过石墨烯强化铜泡沫结合AgCuTi钎料实现SiC_(f)/SiC复合材料与Nb521合金的可靠钎焊连接,并系统研究石墨烯强化铜泡沫对接头微观组织和力学性能的影响。方法采用AgCuTi钎料结合石墨烯强化铜泡沫中间层的方法实现了SiC_(f)/SiC与Nb... 目的通过石墨烯强化铜泡沫结合AgCuTi钎料实现SiC_(f)/SiC复合材料与Nb521合金的可靠钎焊连接,并系统研究石墨烯强化铜泡沫对接头微观组织和力学性能的影响。方法采用AgCuTi钎料结合石墨烯强化铜泡沫中间层的方法实现了SiC_(f)/SiC与Nb521合金的可靠钎焊连接。通过显微组织观察、能谱分析和剪切强度测试,系统研究了石墨烯强化铜泡沫对钎焊接头的影响。结果引入石墨烯强化铜泡沫后,焊缝中的Cu(s,s)从针状转变为块状,同时Ti_(2)Cu均匀弥散分布在Cu(s,s)周围,形成互锁效应与复合强化效应。钎焊接头的剪切强度提升至85 MPa,块状Cu(s,s)的形成和Ti_(2)Cu的均匀分布改善了焊缝的韧性。结论石墨烯强化泡沫铜作为中间层有效改善了钎焊接头的微观组织,促进了块状Cu(s,s)的形成,优化了Ti_(2)Cu的分布,从而显著提高了接头的剪切强度和热稳定性。 展开更多
关键词 真空钎焊 SiC_(f)/SiC复合材料 中间层 微观组织 力学性能
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基于AgMn钎料的Ti2AlNb合金与GH536镍基合金的钎焊工艺与性能研究
3
作者 李银 周雨萌 +3 位作者 张瑜 郭伟 龙伟民 张雷 《精密成形工程》 北大核心 2025年第6期56-65,共10页
目的探讨银基钎料(AgMn)对Ti2AlNb合金和GH536镍基高温合金钎焊连接性能的影响机制,分析钎焊接头的微观组织、反应产物及力学性能,评估焊接工艺对接头性能的影响。方法采用AgMn对Ti2AlNb合金和GH536高温合金进行钎焊实验,焊接温度设定为... 目的探讨银基钎料(AgMn)对Ti2AlNb合金和GH536镍基高温合金钎焊连接性能的影响机制,分析钎焊接头的微观组织、反应产物及力学性能,评估焊接工艺对接头性能的影响。方法采用AgMn对Ti2AlNb合金和GH536高温合金进行钎焊实验,焊接温度设定为960~1020℃,保温时间为5~30 min。通过光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)以及X射线衍射(XRD)等手段表征焊接接头的微观组织与物相组成,并通过显微硬度和剪切强度测试评估接头的力学性能。结果随着焊接温度和保温时间的增加,母材侧的扩散影响区和界面反应层宽度增加,钎焊接头钎缝中Ag层的宽度逐渐减小。当焊接温度为960℃、保温时间为20 min时,接头的最大室温抗剪强度为176.9 MPa。接头的断裂发生在Ti_(2)AlNb合金侧界面反应区,断裂位置为β-Ti层,该层是接头中硬度最高的区域,断裂方式为脆性断裂。结论AgMn银基钎料可有效实现Ti_(2)AlNb合金与GH536合金的钎焊连接,且钎焊接头的力学性能受焊接温度和保温时间的显著影响。通过控制焊接工艺参数,可以获得强度较高且无明显缺陷的接头。 展开更多
关键词 钎焊 Ti2AlNb合金 镍基高温合金 微观组织 力学性能
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熔断器用熔体材料的研究进展
4
作者 张陕南 丁天然 +5 位作者 杨骄 程亚芳 黄少义 王星星 沈元勋 刘付丽 《材料导报》 北大核心 2025年第20期148-155,共8页
熔体材料是熔断器的核心元件,作为电路的安全卫士,在过热、短路等紧急工况下可以快速分断电路,确保用电安全。本文介绍了熔断器的基本结构、工作原理及安秒特性,综述了国内外包括纯银、易熔合金、银铜复合带及其他熔体材料的研究进展,... 熔体材料是熔断器的核心元件,作为电路的安全卫士,在过热、短路等紧急工况下可以快速分断电路,确保用电安全。本文介绍了熔断器的基本结构、工作原理及安秒特性,综述了国内外包括纯银、易熔合金、银铜复合带及其他熔体材料的研究进展,指出了未来熔体材料的研究重点领域包括:研发高导电、快响应新型熔体材料;银铜复合型熔体材料进一步节银降本、精密加工及开展过载分断验证试验的系统性研究;研发针对特殊工况服役需求的热敏晶体、有机感温体等新型熔体材料,通过成分优化与工艺提升进一步推动熔体材料相关产业链的快速和可持续发展。 展开更多
关键词 熔断器 熔体材料 安秒特性 纯银 银铜复合带
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Zn对Cu-20Sn-10Ti钎焊金刚石界面特征和耐磨性的影响
5
作者 杜全斌 姜雪 +5 位作者 崔冰 陈广明 李昂 王蕾 于奇 方占江 《精密成形工程》 北大核心 2025年第6期97-108,共12页
目的改善Cu-20Sn-10Ti钎焊金刚石宏观形貌和界面区钎料合金显微组织,减少钎焊接头孔洞、裂纹和粗大脆性相等缺陷,提高钎焊金刚石工具的磨削性能。方法采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和摩擦磨损试验机等设... 目的改善Cu-20Sn-10Ti钎焊金刚石宏观形貌和界面区钎料合金显微组织,减少钎焊接头孔洞、裂纹和粗大脆性相等缺陷,提高钎焊金刚石工具的磨削性能。方法采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和摩擦磨损试验机等设备,研究了Zn对Cu-Sn-Ti钎焊金刚石界面特性及磨削性能的影响规律。结果当Zn质量分数为4.5%时,钎焊金刚石近界面区及钎料层没有产生裂纹和孔洞,具有最佳的宏观形貌和最适宜的金刚石出露度55%。界面区钎料合金显微组织主要由灰色α-Cu相和灰白CuSn3Ti5相组成,随着Zn含量的增加,CuSn3Ti5相逐渐细化,当Zn质量分数为4.5%时,细化效果最佳。不添加Zn时,钎焊金刚石表面形成了连续致密易剥离的TiC层,随着Zn含量的增加,TiC层逐渐变为断续长絮状、颗粒状,且TiC层厚度逐渐减小。当Zn质量分数为7.5%时,局部生成TiC且无法完全覆盖金刚石表面。随着Zn含量的增加,钎焊金刚石试样的摩擦因数、不均匀磨损率呈先减小后增大的趋势,去除量呈先增大后减小的趋势。当Zn质量分数为4.5%时,钎料金刚石试样具有最小的摩擦因数(0.25)和不均匀磨损率(16.67%)以及最大的材料去除量(49.15 mg)。结论综合钎焊金刚石试样的宏观形貌、界面结合状态和磨削性能,在Cu-20Sn-10Ti钎料中添加Zn的最佳质量分数为4.5%。 展开更多
关键词 金刚石 Cu-20Sn-10Ti钎料 显微组织 界面特征 磨削性能
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异种金属爆炸焊接工艺参数计算与实验验证
6
作者 冯健 姜超 +2 位作者 侯国亭 张冠星 龙伟民 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S02期457-460,共4页
为了得到简单、适用的爆炸焊接工艺参数计算公式,用于指导实际生产过程,采用不同的计算公式,计算出一定条件下的爆炸焊接工艺参数。通过多种异种金属材料爆炸焊接实验,验证了经验公式和理论公式的可行性,优选出一种用于生产工艺的最佳... 为了得到简单、适用的爆炸焊接工艺参数计算公式,用于指导实际生产过程,采用不同的计算公式,计算出一定条件下的爆炸焊接工艺参数。通过多种异种金属材料爆炸焊接实验,验证了经验公式和理论公式的可行性,优选出一种用于生产工艺的最佳爆炸焊接适用公式,为爆炸焊接生产实践提供一种方便、快捷的工艺参数计算方法。对比实验表明:爆炸焊接生产中,使用经验公式计算的工艺参数经格尼(Gurney)和特里巴斯(Deribas)公式计算验证是可以用于规模化生产的。 展开更多
关键词 异种金属 爆炸焊接 参数计算 金属复合板
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激光钎涂金刚石的涂层形成行为及其机理分析 被引量：4
7
作者 秦建 龙伟民 +4 位作者 魏世忠 武汉琦 樊喜刚 魏永强 王自东 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期50-58,共9页
利用激光热源进行金刚石钎涂研究,并借助高速摄像对金刚石涂层成形行为及其机理进行分析.结果表明,在没有金刚石的情况下,钎料粉末的熔合铺展过程可分为粉末熔化、液态钎料聚合、粉末吸附熔合、润湿铺展和涂层凝固成形5个阶段,表面张力... 利用激光热源进行金刚石钎涂研究,并借助高速摄像对金刚石涂层成形行为及其机理进行分析.结果表明,在没有金刚石的情况下,钎料粉末的熔合铺展过程可分为粉末熔化、液态钎料聚合、粉末吸附熔合、润湿铺展和涂层凝固成形5个阶段,表面张力最小的位置处于熔池中心,而表面张力最大的位置处于熔池边缘,熔池中存在表面张力梯度,是熔池流动的主要驱动力;涂层中加入金刚石,涂层成形经历比未加入金刚石多出一个阶段,即金刚石迁移至涂层表层阶段,位于钎料润湿铺展阶段之后,钎涂过程中,金刚石趋向于沿着熔体表面边缘上浮,这主要是由于金刚石与液态钎料之间的界面张力远大于与固态基体界面张力,还有Stokes力、重力、浮力、Basset力等综合作用所致;钎涂过程中,金刚石透射激光的高效低损伤热作用特性会有效避免金刚石在钎涂过程中的过热损伤,这是金刚石激光钎涂层的最大潜在优势. 展开更多
关键词 激光热源 钎涂 金刚石 高速摄像 润湿机理
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CuTi对Ti-6Al-4V钛合金表面金刚石/AlSi复合钎涂层组织与耐磨性能的影响 被引量：1
8
作者 张雷 龙伟民 +5 位作者 樊志斌 都东 刘大双 孙志鹏 李宇佳 尚勇 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第21期226-229,共4页
钎涂为提高部件表面耐磨性能提供新的技术方案。AlSi钎料可用于钛合金钎焊,但采用AlSi钎料在Ti-6Al-4V钛合金表面钎焊金刚石颗粒难以实现牢固连接,本工作通过在AlSi钎料中添加CuTi合金粉,制备了AlSi复合钎料,并通过感应钎焊在Ti-6Al-4V... 钎涂为提高部件表面耐磨性能提供新的技术方案。AlSi钎料可用于钛合金钎焊,但采用AlSi钎料在Ti-6Al-4V钛合金表面钎焊金刚石颗粒难以实现牢固连接,本工作通过在AlSi钎料中添加CuTi合金粉,制备了AlSi复合钎料,并通过感应钎焊在Ti-6Al-4V钛合金表面制备了金刚石复合钎涂层。研究结果表明,溶解在AlSi合金中的CuTi颗粒增加了钎料,改变了金刚石颗粒在钎涂层中的分布。钎涂层合金基体主要由α-Al、共晶硅、CuAl 2和Ti(Al_(1-x)Si_(x))3组成;随着CuTi合金含量的增加,复合钎涂层中的Ti(Al_(1-x)Si_(x))_(3)形态由板条状向胞状转变。当CuTi含量为10%(质量分数)时,金刚石复合钎涂层的耐磨性能最佳,这是由于Ti含量的增加提升了钎料与金刚石颗粒的结合强度,同时,原位反应生成的CuAl_(2)、TiAl_(3)硬质颗粒均匀分布于钎涂层中,从而有效提高AlSi合金基体的显微硬度。 展开更多
关键词 钛合金 感应钎涂 金刚石 AlSi钎料 耐磨性能
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