铝基非晶薄带的扩散连接工艺及机理研究

作　者: 孙慧
导　师: 袁子洲
学　校: 兰州理工大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 铝基非晶合金扩散连接扩散
分类号: TG139.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

铝基非晶态合金更具有有高强度、高韧性、轻质、廉价、耐蚀性等特点,备受研究人员关注。但由于其玻璃形成能力较差,难以在实际工程中大量应用。本文利用扩散连接的学位论文">扩散连接技术,成功实现了多层Al86Ni9Y5非晶薄带、及Al86Ni9Y5非晶薄带与纯铝、纯铜的连接,利用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等实验方法对扩散连接界面的显微结构、形貌及元素扩散行为进行了试验研究。实验结果表明,多层Al86Ni9Y5非晶薄带扩散连接的最佳参数为：温度260℃、时间45min、压力1.0MPa：Al86Ni9Y5非晶薄带和纯铝扩散连接的最佳参数为：温度230℃、时间45min、压力0.5MPa；Al86Ni9Y5非晶薄带和纯铜扩散连接的最佳参数为：温度290℃、时间60min、压力1.5MPa。本文对非晶态合金的扩散连接机制进行了探讨,非晶合金的扩散连接过程分为两个阶段,即塑性变形阶段和孔洞收缩阶段。第一阶段主要是在压力作用下完成的,第二阶段主要是原子之间相互扩散的过程。Al86Ni9Y5非晶薄带与纯铝的扩散连接结果表明,压力太大会引起材料的宏观变形,随着压力的增加,试样的变形量也增大。在Al86Ni9Y5非晶薄带和纯铜的扩散连接过程中,温度和时间对元素的扩散行为有着重要影响。随温度升高,元素的扩散速度和扩散距离增加；而保温时间越长,元素扩散越充分,越利于形成成分均匀的接头。

全文目录

摘要  7-8
Abstract  8-9
第1章绪论  9-27
  1.1 非晶合金的发展历程  9-10
  1.2 非晶合金的性能与应用  10-12
    1.2.1 块体非晶合金的力学性能和应用  10-11
    1.2.2 块体非晶合金的化学性能和应用  11
    1.2.3 块体非晶合金的物理性能和应用  11-12
  1.3 非晶合金的形成原理  12-14
    1.3.1 块体非晶合金的玻璃形成能力  12
    1.3.2 块体非晶合金的成分设计原则  12-13
    1.3.3 大块非晶合金形成的热力学条件  13
    1.3.4 大块非晶合金形成的动力学条件  13-14
  1.4 铝基非晶发展现状  14-19
    1.4.1 铝基非晶合金的制备方法  14-16
    1.4.2 铝基非晶态合金的成型工艺  16-17
    1.4.3 铝基非晶合金的性能  17-19
    1.4.4 铝基非晶态合金的应用  19
  1.5 非晶合金的焊接研究  19-22
    1.5.1 非晶合金的熔化焊接  19-21
    1.5.2 非晶合金的固相焊接  21-22
  1.6 扩散焊工艺原理及其应用  22-25
    1.6.1 扩散焊的原理  23
    1.6.2 扩散焊的特点  23-24
    1.6.3 扩散焊的应用  24-25
  1.7 研究目的与研究内容  25-27
第2章实验材料及方法  27-38
  2.1 实验方案  27
  2.2 铝基非晶薄带的制备  27-32
    2.2.1 熔炼母合金  27-28
    2.2.2 单辊熔体快淬法制备非晶薄带  28-32
  2.3 扩散连接  32-35
    2.3.1 设备及原理  32-34
    2.3.2 工艺操作  34-35
  2.4 实验分析方法  35-37
    2.4.1 X射线衍射分析(XRD)  35-36
    2.4.2 差示扫描量热分析(DSC)  36
    2.4.3 扫描电子显微镜分析(SEM)  36
    2.4.4 能谱仪分析(EDS)  36-37
  2.5 本章小结  37-38
第3章非晶合金的扩散连接工艺  38-48
  3.1 引言  38
  3.2 试样制备  38-39
  3.3 扩散连接实验设计  39-47
    3.3.1 实验过程  39-41
    3.3.2 连接工艺参数确定  41-42
    3.3.3 正交实验设计  42-47
  3.4 本章小结  47-48
第4章扩散连接接头组织与性能分析  48-56
  4.1 多层铝基非晶薄带的扩散连接  48-51
    4.1.1 结构分析  48
    4.1.2 形貌观察  48-50
    4.1.3 元素扩散  50-51
    4.1.4 非晶合金的扩散连接机理  51
  4.2 铝基非晶薄带与纯铝的扩散连接  51-53
    4.2.1 结构分析  51-52
    4.2.2 形貌观察  52
    4.2.3 压力的影响  52-53
  4.3 铝基非晶薄带与纯铜的扩散连接  53-55
    4.3.1 结构分析  53-54
    4.3.2 形貌观察及元素扩散行为分析  54-55
  4.4 本章小结  55-56
结论  56-57
参考文献  57-62
致谢  62-63
附录A  63

铝基非晶薄带的扩散连接工艺及机理研究

内容摘要

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