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Cu箔钎焊Al_(2)O_(3)陶瓷和TC4合金的界面组织和力学性能
1
作者 戴必胜 王昊 +2 位作者 赵禹 王东生 王刚 《焊接学报》 北大核心 2025年第7期81-90,共10页
采用Cu箔成功实现了Al_(2)O_(3)陶瓷与TC4合金之间钎焊连接,接头成形良好,无裂纹等明显缺陷.系统研究了钎焊温度和保温时间对Al_(2)O_(3)/TC4接头显微组织和力学性能的影响规律,揭示了接头组织形成机理.结果表明,在910℃,保温10 min的Al... 采用Cu箔成功实现了Al_(2)O_(3)陶瓷与TC4合金之间钎焊连接,接头成形良好,无裂纹等明显缺陷.系统研究了钎焊温度和保温时间对Al_(2)O_(3)/TC4接头显微组织和力学性能的影响规律,揭示了接头组织形成机理.结果表明,在910℃,保温10 min的Al_(2)O_(3)/TC4接头的典型界面显微组织为Al_(2)O_(3)/Ti_(3)(Cu,Al)_(3)O/AlCu_(2)Ti+(Ti,V)_(2)(Cu,Al)+Ti(Cu,Al)+Ti_(3)Cu_(4)/α-Ti+β-Ti+Ti_(2)Cu/TC4.随着钎焊温度的升高,Ti_(3)(Cu,Al)_(3)O反应层厚度先增加后保持不变.由于高温下接头中液态金属化合物逐渐溢出,接头整体宽度呈逐渐减小趋势,且Ti_(3)Cu_(4)连续成层,接头的抗剪强度先增大后减小.随着保温时间的延长,接头整体宽度呈逐渐减小趋势,Ti_(3)(Cu,Al)_(3)O反应层的厚度逐渐增加,厚度过大的反应层对接头力学性能产生不利影响,接头的抗剪强度先增大后减小,在910℃下保温10 min时达到最大,抗剪强度为102 MPa. 展开更多
关键词 Al_(2)O_(3)陶瓷 TC4合金 钎焊 抗剪强度
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钼酸铜纳米片的制备及其气敏性能
2
作者 陶思琦 任海波 +1 位作者 潘慧 孙宇峰 《材料工程》 北大核心 2025年第6期244-253,共10页
采用水热法成功合成纳米片结构的钼酸铜(Cu_(3)Mo_(2)O_(9))。样品的形貌、结构和比表面积通过SEM、XRD、EDS等技术进行表征。以Cu_(3)Mo_(2)O_(9)纳米片和MoO3纳米棒为传感材料分别制备气体传感器,并进行挥发性有机气体的传感性能测试... 采用水热法成功合成纳米片结构的钼酸铜(Cu_(3)Mo_(2)O_(9))。样品的形貌、结构和比表面积通过SEM、XRD、EDS等技术进行表征。以Cu_(3)Mo_(2)O_(9)纳米片和MoO3纳米棒为传感材料分别制备气体传感器,并进行挥发性有机气体的传感性能测试。实验结果表明:传感器暴露于100×10^(-6)丙酮时,Cu_(3)Mo_(2)O_(9)传感器在210℃下表现出145.4的超高响应,是MoO3传感器响应(67.8)的2.1倍,响应/恢复时间为29.7 s/21.2 s。利用暴露在100×10^(-6)丙酮的10次循环测试,证明了Cu_(3)Mo_(2)O_(9)传感器具有优异的循环稳定性。其优异的丙酮传感性能归因于本身的多孔纳米片结构以及铜和钼两种金属元素之间的协同作用。其结构比表面积较大,为气体分子吸附提供大量活性位点,促进气体之间的氧化还原反应,使反应进行得更加彻底。Cu_(3)Mo_(2)O_(9)纳米片对丙酮有优异的传感性能,说明在未来丙酮气体的实际检测中有很大潜力。 展开更多
关键词 钼酸铜 水热法 纳米片 丙酮 气体传感器
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晶粒尺寸对纯铜冲击性能及其断裂机制的影响研究
3
作者 刘克张 李建生 +4 位作者 鹿宪珂 徐祖缘 王晓震 赵禹 孙宇峰 《热加工工艺》 北大核心 2025年第11期152-156,共5页
通过调节退火工艺,制备出具有不同晶粒尺寸的纯铜样品,研究了晶粒尺寸对纯铜冲击功及断裂机理的影响。通过夏比冲击试验获得相关冲击吸收功,对冲击前后的样品进行了微观结构和形貌的表征。结果表明:随着晶粒尺寸由9μm逐渐增大至3009μm... 通过调节退火工艺,制备出具有不同晶粒尺寸的纯铜样品,研究了晶粒尺寸对纯铜冲击功及断裂机理的影响。通过夏比冲击试验获得相关冲击吸收功,对冲击前后的样品进行了微观结构和形貌的表征。结果表明:随着晶粒尺寸由9μm逐渐增大至3009μm,纯铜样品的冲击功由5.61 J逐渐降低至3.38 J,呈现出典型的负相关趋势。具有相同体积的纯铜组织,晶粒尺寸越小,其晶界密度越高,在冲击变形过程中会导致更多额外的位错在晶界处塞积,大部分的冲击动能被转化为变形存储能。同时这些塞积了大量位错的晶界,在进一步冲击变形过程中容易萌生微孔洞,通过微孔聚集型机制诱发产生更为细小的韧窝。 展开更多
关键词 多向热锻 晶粒尺寸 冲击性能 位错塞积 韧窝
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SiC-Cu钎焊接头的低温连接工艺及组织性能
4
作者 周毅腾 吴愉乐 +2 位作者 杨云龙 赵禹 王刚 《焊接学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期45-54,共10页
研究基于高功率碳化硅器件的低温封装应用需求,开发了碳化硅陶瓷与散热铜板的低温连接工艺.首先通过磁控溅射技术对碳化硅(SiC)进行表面金属化处理,再采用Sn基钎料对碳化硅和无氧铜进行低温真空钎焊,从而实现了SiC-Cu的钎焊连接,分析并... 研究基于高功率碳化硅器件的低温封装应用需求,开发了碳化硅陶瓷与散热铜板的低温连接工艺.首先通过磁控溅射技术对碳化硅(SiC)进行表面金属化处理,再采用Sn基钎料对碳化硅和无氧铜进行低温真空钎焊,从而实现了SiC-Cu的钎焊连接,分析并揭示了碳化硅表面的金属化层厚度,以及Sn基钎料成分对SiC-Cu钎焊接头组织和力学性能的影响.结果表明,SiC-Cu钎焊接头的结合强度与母材SiC一侧界面处冶金反应的程度直接相关,受Sn基钎料成分及SiC表面金属化Cu层厚度的影响,当采用SnCu钎料时,钎焊接头中靠近SiC界面处冶金反应较为充分,生成的金属间化合物主要为Cu6Sn5,且随着Cu层厚度的增加反应产物逐渐增多,接头结合强度不断提高,当Cu层厚度达到2 000 nm时,SiC-Cu钎焊接头的结合强度可达峰值14 MPa左右. 展开更多
关键词 碳化硅 金属化 钎焊 冶金反应 强度
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316L不锈钢选区激光熔化工艺参数对成形温度场影响的数值模拟研究
5
作者 张恒 余小鲁 《精密成形工程》 北大核心 2025年第8期150-160,共11页
目的解决传统依靠经验获取316L不锈钢选区激光熔化制件最优打印参数耗时久、成本高、精确度低的问题。方法运用有限元分析方法,构建包含传热方程、边界条件、相变潜热处理等要素的模型,对不同工艺参数下316L不锈钢选区激光熔化过程中的... 目的解决传统依靠经验获取316L不锈钢选区激光熔化制件最优打印参数耗时久、成本高、精确度低的问题。方法运用有限元分析方法,构建包含传热方程、边界条件、相变潜热处理等要素的模型,对不同工艺参数下316L不锈钢选区激光熔化过程中的温度场展开研究。研究涵盖单层单道、单层多道及单道多层粉床模型,深入分析激光功率、扫描速度和扫描间距对熔池温度的影响。结果当激光功率过高或扫描速度较低时,熔池最高温度超过材料沸点,冷却速率绝对值随激光功率和扫描速度的升高而增加。熔池预热范围随激光扫描的进行而扩大,当扫描间距为100μm时较理想。层数的增加使最高温度上升。模拟结果显示,激光功率200 W、扫描速度900 mm/s是选区激光熔化30μm层厚316L不锈钢的最优参数组合,与企业现行打印参数基本保持一致。结论通过有限元分析明晰了工艺参数对316L不锈钢选区激光熔化成形温度场的影响规律,模拟结果与企业实际参数相近,验证了模型的有效性和研究方法的可行性,实现了研究目标,为打印参数优化提供了理论支撑。 展开更多
关键词 316L不锈钢 选择性激光熔化 工艺参数 数值模拟 温度场
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SiC添加对W/AgCuTi/Cu钎焊接头组织与力学性能的影响 被引量：3
6
作者 王刚 丁慕晗 +2 位作者 张俊杰 张成林 赵禹 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期55-61,I0006,共8页
为研究碳化硅(SiC)添加对缓解钨-铜钎焊接头残余应力的作用效果及机理,采用真空钎焊技术获得不同碳化硅含量(质量分数为0~20%)的W/SiC-AgCuTi/Cu钎焊接头,分析焊接接头组织演变及剪切性能变化规律.结果表明,随着SiC含量的增加,钎焊接头... 为研究碳化硅(SiC)添加对缓解钨-铜钎焊接头残余应力的作用效果及机理,采用真空钎焊技术获得不同碳化硅含量(质量分数为0~20%)的W/SiC-AgCuTi/Cu钎焊接头,分析焊接接头组织演变及剪切性能变化规律.结果表明,随着SiC含量的增加,钎焊接头剪切强度先提升后降低.当SiC的质量分数为10%时,钎焊接头的剪切强度达到峰值120 MPa,比未添加SiC的焊接接头强度提升45%左右.分析认为,少量(质量分数为0~10%)的SiC硅在W-Cu焊缝组织中较均匀分布,可有效缓解母材热失配带来的焊接残余应力,提升焊接接头强度.但过量(质量分数为20%)的SiC易在焊缝组织中聚集成大尺寸块体,剪切过程中形成应力集中,不利于焊接接头强度进一步提升.创新点:(1)通过向焊料添加SiC的方式有效释放了W-Cu钎焊接头的残余应力.(2)有限元模拟结合试验表征阐释了不同SiC含量的W-Cu钎焊接头断裂机制. 展开更多
关键词 钨-铜 钎焊 残余应力 碳化硅 接头强度
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干燥条件下多向热锻304L不锈钢摩擦性能研究 被引量：4
7
作者 王晓震 顾彩云 +4 位作者 李建生 周新宇 孟德忠 朱冬冬 王刚 《兵器装备工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第3期272-276,共5页
通过多向热锻工艺制备出具有优异强度和良好塑性的超细晶层状304L不锈钢制品。在相对湿度为7.5%室温干燥条件下,研究超细晶层状304L不锈钢的摩擦性能。实验选用直径为6 mm的GCr15球与304L不锈钢板组成摩擦对磨副,利用MS-T3000摩擦磨损... 通过多向热锻工艺制备出具有优异强度和良好塑性的超细晶层状304L不锈钢制品。在相对湿度为7.5%室温干燥条件下,研究超细晶层状304L不锈钢的摩擦性能。实验选用直径为6 mm的GCr15球与304L不锈钢板组成摩擦对磨副,利用MS-T3000摩擦磨损试验机进行摩擦试验。综合利用三维表面轮廓仪、XRD、SEM、EDS、EBSD和TEM等相关设备对磨痕表面的形貌、结构和成分进行分析。结果表明:在干燥摩擦条件下,超细晶层状304L不锈钢具有更好的耐磨性,主要因为超细晶结构具有更高的硬度,磨损机制为较为缓和的微黏着磨损和微氧化磨损机制。 展开更多
关键词 多向热锻 超细晶层状结构 304L不锈钢 干摩擦 摩擦学性能
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电流辅助下CoFeCrNiCuTi_(2)高熵合金钎焊SiC陶瓷接头组织与性能 被引量：1
8
作者 刘一贺 王刚 +2 位作者 周小兵 王秒 王微 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期140-147,共8页
采用电流辅助连接技术,以CoFeCrNiCuTi_(2)高熵合金为连接层材料,在1125℃的温度下,实现了SiC陶瓷的快速钎焊,提高了连接效率的同时保证了元素的充分扩散,系统研究了钎焊温度对连接接头界面微观结构和力学性能的影响。结果表明:所获得... 采用电流辅助连接技术,以CoFeCrNiCuTi_(2)高熵合金为连接层材料,在1125℃的温度下,实现了SiC陶瓷的快速钎焊,提高了连接效率的同时保证了元素的充分扩散,系统研究了钎焊温度对连接接头界面微观结构和力学性能的影响。结果表明:所获得的钎焊接头无明显缺陷,焊缝组织主要由高熵FCC相、TiC相、Cr_(23)C_(6)相组成。界面致密的TiC反应层的形成在一定程度上抑制了高熵合金的分解和金属间化合物的生成,并缓解了SiC基体界面与高熵合金钎料之间的热应力。同时,由于高熵合金钎料的迟滞扩散效应,焊缝中心主体钎料仍保持高熵合金的FCC结构。力学性能测试表明:钎焊接头强度随钎焊温度升高呈先降低后增大的变化趋势。当连接温度为1125℃时,碳化硅接头获得最大弯曲强度,达到37 MPa,高于普通镍基钎料约21.3 MPa。 展开更多
关键词 钎焊 SIC 高熵合金 连接 电场辅助烧结技术
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FeCoCrNiAl高熵合金涂层的等离子熔覆工艺研究 被引量：2
9
作者 毛建军 许启民 +4 位作者 赵禹 张成林 滕常青 辛虹阳 吴璐 《热加工工艺》 北大核心 2024年第4期46-50,共5页
采用等离子熔覆技术在45号钢基体表面制备FeCoCrNiAl高熵合金涂层,研究熔覆电流和离子气流量对涂层表面形貌及孔隙率的影响。结果表明,当熔覆电流为180 A、离子气流量为2.5 L/min、熔覆速度为100 cm/min时,制备出的FeCoCrNiAl合金涂层... 采用等离子熔覆技术在45号钢基体表面制备FeCoCrNiAl高熵合金涂层,研究熔覆电流和离子气流量对涂层表面形貌及孔隙率的影响。结果表明,当熔覆电流为180 A、离子气流量为2.5 L/min、熔覆速度为100 cm/min时,制备出的FeCoCrNiAl合金涂层与基体结合良好、无裂纹,孔隙率达到最低值0.0276%。该工艺制备的FeCoCrNiAl合金涂层高熵效应显著,但组织中除了具有BCC结构相以外,还存在具有FCC结构的Fe-Cr相、Ni-Co相、富Ni相、富Al相等成分。FeCoCrNiAl高熵合金涂层的显微硬度为500 HV,达到45钢基体的2倍以上。 展开更多
关键词 高熵合金 等离子熔覆 涂层 孔隙率 硬度
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冷轧变形程度对316L不锈钢硬度和强度比例关系的影响 被引量：4
10
作者 顾彩云 唐金丽 +4 位作者 李建生 王晓震 徐组缘 毛庆忠 赵禹 《热加工工艺》 北大核心 2024年第1期111-114,共4页
采用两辊轧机对粗晶态316L不锈钢进行不同变形程度的轧制,研究不同冷变形程度对316L不锈钢硬度-屈服强度比例关系的影响。结果显示:随着冷轧变形程度的增加,材料中出现大量的位错、变形孪晶等形变缺陷,同时,马氏体相含量也增加。随着变... 采用两辊轧机对粗晶态316L不锈钢进行不同变形程度的轧制,研究不同冷变形程度对316L不锈钢硬度-屈服强度比例关系的影响。结果显示:随着冷轧变形程度的增加,材料中出现大量的位错、变形孪晶等形变缺陷,同时,马氏体相含量也增加。随着变形程度的增加,硬度与屈服强度的比值逐渐趋向于3,这主要是由于冷变形极大地削弱了316L不锈钢原有的加工硬化能力。 展开更多
关键词 冷轧变形 316L不锈钢 屈服强度 硬度
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