鋁基復合材料的瞬間液相連接研究.pdf

1、碳化硅顆粒增強鋁基復合材料作為性能優(yōu)良的新一代工程結構材料,具有高比強度、比模量、耐高溫、耐腐蝕等一系列的優(yōu)點.但是鋁基復合材料的焊接性能差,很難形成高強度的接頭,成為該種材料走向?qū)嵱没膰乐卣系K.為使其獲得更廣泛的工業(yè)應用,迫切需要開發(fā)實用可靠的連接技術,所以研究碳化硅顆粒增強鋁基復合材料的連接具有重要的意義.該文在綜合國內(nèi)外研究的基礎上,認為瞬間液相連接能實現(xiàn)鋁基復合材料的良好連接.Z.Li等人在研究瞬間液相連接鋁基復合材料的接頭顆

2、粒偏聚現(xiàn)象和機械性能時指出,采用合適的中間層厚度可以有效防止接頭區(qū)域顆粒偏聚現(xiàn)象.另外,研究表明,氧化膜在無壓瞬間液相連接時成為影響接頭性能的主要因素.該文選擇10μm的銅箔作為中間層,進行鋁基復合材料的瞬間液相連接,通過試驗確定了獲得良好接頭的最佳工藝參數(shù).實驗結果表明:施加2MPa的壓力,連接溫度853K,保溫時間120分鐘,平均接頭剪切強度可達156.5MPa,達到母材的75.6％.該文首次提出使用磁控濺射法制備瞬間液相連接的中間

3、層.一種是直接沉積法,另一種是濺射去除氧化膜再沉積法.研究了磁控濺射法在待連接表面沉積中間層的工藝參數(shù)以及不同的中間層制備方法對TLP連接接頭組織和性能的影響.接頭平均剪切強度分別為158.7MPa、169.1MPa,達到了母材剪切強度的76.7％、81.7％.利用金相顯微鏡、掃描電鏡、能譜儀、X射線衍射分析儀,結合Al-Cu二元合金相圖及擴散理論,分析了接頭區(qū)域的形貌、組織、成分、相組成,以及斷口形貌、成分.研究了瞬間液相連接時,壓力

4、、連接溫度、保溫時間等工藝參數(shù)對接頭組織和性能的影響規(guī)律,為能實現(xiàn)碳化硅顆粒增強鋁基復合材料的良好連接打下理論基礎并提供實驗依據(jù).待連接表面通過磁控濺射法沉積銅膜作為中間層進行瞬間液相連接,得到的接頭強度與銅箔中間層進行瞬間液相連接得到的接頭強度相當,而使用磁控濺射法去除待連接表面氧化膜后沉積銅膜作為中間層進行瞬間液相連接的接頭強度提高7.6％左右.該強度在目前報導中尚不多見,且接頭區(qū)域沒有夾雜物,接頭組織幾乎不能分辨,與母材組織相似.