李万青
,
魏红梅
,
何鹏
,
高丽娇
,
林铁松
,
李小强
,
赫兰春
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.01.007
采用直接扩散连接Ti3Al和Ti2AlNb合金,研究了连接压力、连接温度、保温时间等工艺参数对接头界面组织形貌及性能的影响.利用扫描电镜、能谱分析和X射线衍射等方法观察分析了界面组织结构,并测试了接头的力学性能.结果表明:直接固相扩散连接接头的典型组织为Ti3Al/O相+α2相过渡层/富B2层/Ti2AlNb.当连接温度为1000℃,保温时间60min,连接压力为5MPa时获得的接头室温抗剪强度为635MPa,室温抗拉强度为795MPa,均断裂于Ti3Al母材一侧.经1000℃/60min热循环后Ti3 Al母材的抗拉强度下降至原始母材的76％.连接温度低于950℃或保温时间小于60min会导致未焊合等缺陷;温度高于1050℃或保温时间超过120min则导致Ti3Al发生相变.
关键词:
扩散连接
,
Ti3Al合金
,
Ti2AlNb合金
,
微观组织
,
性能
林铁松
,
贾德昌
,
何培刚
,
王美荣
硅酸盐通报
本文制备了短碳纤维长度为7 mm的预制体,然后再与铝硅酸盐聚合物配合料复合制备了纤维含量分别为3.5vol%、4.5vol%和6.0vol%的短碳纤维强韧的铝硅酸盐聚合物基复合材料.通过对复合材料三点弯曲力学性能测试以及测试过程中试样拉伸侧面微观裂纹的原位观察,对复合材料的力学性能,韧化机理以及断裂行为进行了研究.研究发现,纤维的加入极大的改善了复合材料的强度和韧性并使复合材料呈现"伪塑性"断裂特征.原位观察表明,弯曲测试过程中复合材料拉伸面会产生大量的次生裂纹并逐步扩展.随着载荷达到最大值,主裂纹产生并导致次生裂纹处应力出现下降,致使次生裂纹扩展停滞并呈现一定程度的闭合.复合材料拉伸面次生裂纹的萌生及扩展是复合材料具有较大断裂功的主要原因.随着复合材料模量的增加,复合材料拉伸面次生裂纹的扩张幅度逐步缩小,变形能力减弱.
关键词:
铝硅酸盐聚合物
,
短碳纤维
,
原位观察
,
强韧化机理
,
断裂行为
邱希亮
,
魏红梅
,
王倩
,
何鹏
,
林铁松
,
陆凤娇
材料科学与工艺
doi:10.11951/j.issn.1005-0299.20150104
为提高Sn－58Bi钎料的钎焊性，采用机械混合法制备了不同La2 O3含量的Sn－58Bi低温无铅复合钎料。借助SEM、EDS和DSC等分析手段研究了La2 O3对Sn－58Bi钎料显微组织、熔化特性以及力学性能的影响，并考察了多次重熔过程中Sn－58Bi－xLa2 O3／Cu界面IMC层组织演变。研究结果表明：La2 O3的加入可以抑制大块富Bi相的偏析生成，但对钎料熔点的影响不大；在多次重熔过程中，同一种钎料的界面IMC层晶粒粒径随重熔次数的增加而增大，但La2 O3的加入能有效阻碍界面IMC层晶粒粗化；加入不同含量La2 O3后，复合钎料的硬度和模量都有一定程度的提高，其抵抗局部变形、开裂的能力提高，从而提高无铅钎料焊点在实际封装过程中的可靠性。
关键词:
氧化镧
,
锡铋钎料
,
复合材料
,
显微组织
,
力学性能
,
电子封装
何培刚
,
林铁松
,
王美荣
,
贾德昌
硅酸盐通报
采用料浆浸渍辅助超声处理工艺成功制备了单向碳纤维增强无机聚合物基复合材料,并在1100 ℃、1200 ℃、1300 ℃和1400 ℃下对其进行高温处理.研究了无机聚合物和复合材料的热稳定性、相演变过程、力学性能变化等.结果表明,经高温处理后复合材料和无机聚合物均完成陶瓷化过程,析出白榴石晶相,并且由于碳纤维和基体之间界面反应的存在,与无机聚合物相比复合材料具有较差的热稳定性.随处理温度的提高,复合材料力学性能先升高再降低,经1200 ℃高温处理后复合材料达到最高的弯曲强度和断裂功,比处理前复合材料分别提高了28%和11%;高温处理后复合材料强度的提高主要是由于基体完成陶瓷化,基体和纤维的界面结合强度提高,界面能够有效传递载荷;随处理温度继续升高,界面反应造成碳纤维损伤严重,并且由于基体和碳纤维热失配形成的残余应力也逐渐升高,二者共同作用造成复合材料性能急剧下降.
关键词:
无机聚合物
,
单向碳纤维
,
高温处理
,
力学性能
,
断裂行为
王美荣
,
林铁松
,
何培刚
,
贾德昌
硅酸盐通报
本文由热重-差热分析(TG-DTA)确定了高岭土的活性转化的温度范围为737～900 ℃,并在此温度范围内对高岭土进行了不同温度的热处理,将获得的偏高岭土通过X射线衍射(XRD)分析了其物相变化,并通过拉曼光谱表征了其活性.研究结果表明:当在热处理时间相同,热处理温度由800 ℃升高至900 ℃的条件下,偏高岭土的非晶"馒头峰"向左偏移1°;温度由800 ℃升到900 ℃保温4 h的偏高岭土除了466 cm-1波数处的谱峰外,其余各波数处均出现相同的谱峰,900 ℃热处理的偏高岭土在466 cm-1波数处出现了Si-Obr-Al间桥氧弯曲振动谱峰;谱图的高频区(800～1200 cm-1)中没有硅氧四面体结构单元的对称伸缩振动的谱峰.所以738～900 ℃为偏高岭土的活性转化的温度范围,在此温度范围对其进行热处理,随着热处理温度的升高其活性增大.
关键词:
偏高岭土
,
拉曼光谱
,
活性
何鹏
,
郭伟
,
林铁松
,
林盼盼
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2016.06.019
传统的封接玻璃由于含有重金属元素铅,对环境和人类健康有着极大的损害,目前已经被世界各国限制使用或者禁止使用,因此,低熔点封接玻璃的无铅化将会是今后的主要发展方向。本文以低熔点封接玻璃的无铅化为出发点,归纳总结低熔点封接玻璃的主要性能。首先介绍了包括磷酸盐玻璃,钒酸盐、硼酸盐、铋酸盐玻璃在内的低熔点封接玻璃的组成、结构特点、性能以及研究现状。其次,提出了封接玻璃的封接低温化和无铅化的发展方向。最后,针对低熔点封接玻璃研究中存在的不足,对玻璃粉添加颗粒进行复合改性、加强玻璃理论研究、研发制备新工艺,是今后研究应该着力的突破点。
关键词:
无铅
,
低熔
,
封接玻璃
何鹏
,
李海新
,
林铁松
,
冯吉才
稀有金属材料与工程
采用BNi2钎料实现了TiAl基合金与Ni基高温合金的钎焊.采用扫描电镜、能谱分析和X射线衍射等手段对钎焊接头的界面组织结构及生成相进行分析,并对接头的抗剪强度进行测试.结果表明,钎焊接头的典型界面结构为:GH99/(Ni)ss (γ)+Ni3B+CrB+富Ti-硼化物/TiNi2Al/TiNiAl+ Ti3Al/TiAl;随着钎焊温度的升高或保温时间的延长,较多的B和Si元素扩散进入两侧母材,导致钎缝中硼化物数量减少,而TiAl/钎缝界面的TiNi2Al和TiNiAl+Ti3Al金属间化合物层厚度增加;当钎焊温度为1050℃,保温时间为5 min时,接头的抗剪强度达到最大为205 MPa,接头主要断裂于TiNiAl金属间化合物层.当钎焊温度升高或保温时间继续延长时,TiNiA1厚度显著增加,导致接头强度下降.
关键词:
TiAl基合金
,
Ni基合金
,
钎焊
,
微观结构
,
抗剪强度
杨卫岐
,
何鹏
,
林铁松
,
贾德昌
稀有金属材料与工程
以Ag-Cu共晶箔和Ti箔的叠层箔片为中间层,实现了ZrB2-SiC复合陶瓷自身的连接.扫描电镜和能谱分析表明:液态钎料中的Ti能够与ZrB2反应,在陶瓷表面原位生成了具有定向分布的TiB晶须,接头的典型界面结构为ZS/TiB(Ag(s,s))/TiCu(AgCu4Zr)/Ag(s,s)/TiCu(AgCu4Zr)/TiB(Ag(s,s))/ZS.研究了不同温度下接头的组织演化规律,发现ZrB2在液态钎料中的分解温度为860℃,TiB晶须的生成温度为880℃.接头在900℃下保温10 min获得最高抗剪强度134MPa.较高的强度主要得益于原位TiB晶须阵列对陶瓷表面应力的调节,以及形成陶瓷向焊缝中心的梯度过渡.
关键词:
ZrB2
,
陶瓷
,
钎焊
,
微观结构
,
力学性能
林铁松
,
高丽娇
,
何鹏
,
顾小龙
,
黄玉东
材料导报
近年来,利用纳米结构多层膜自蔓延反应瞬间放热作为局部热源实现材料连接的方式逐渐受到人们的重视,其具有反应瞬间完成、连接效率高、适用于热敏感材料并且可以避免元器件从高温冷却时产生较大的热应力等特点.介绍了纳米结构多层膜的制备方法及反应机理,并综述和分析了在陶瓷/金属互连、不锈钢器件、非晶材料的连接以及微电子芯片技术方面的应用.
关键词:
纳米结构多层膜
,
自蔓延
,
连接
