IMECH-IR  > 先进制造工艺力学重点实验室
高升温速率下锆基非晶合金的超塑性扩散连接研究
Alternative TitleSuperplastic diffusion bonding of Zr-based amorphous alloy under the high heating rate
徐万里
Thesis Advisor张坤
2016
Degree Grantor中国科学院大学
Place of Conferral北京
Subtype硕士
Degree Discipline材料工程
Abstract超塑性扩散连接是非晶合金加工成型的基本方式,可充分利用非晶合金受 热时在过冷液相区的粘性特征。为规避非晶合金受热晶化,通常采用低的成型 温度,由此带来的问题是材料粘度大(108Pa.s)、成型压力高(102MPa) 和连接时 间长(1h 量级)。为探索非晶合金的低压短时连接等新途径,以适应材料精细组 装包括微型器件焊接、3D 打印以及某些温和制造环境,有必要进一步研究非 晶合金的物理特性、寻求降低材料成型粘度的方法和确定材料连接工艺策略。 本文以非晶合金Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5(vit1)为对象,利用过冷液相区特征温度参数(玻璃化转变温度、晶化温度)密切受控于加热速率的特性,对过冷液相区最小粘度与加热速率的关系进行定量识别,表明过冷液相区最小粘度降低可依赖于加热速率提高的手段以及过冷液相区向高温移动和宽度增加的机 制。同时采用快速加热法(1960 ~2160 K/min)对过冷液相区粘度进行实验测定, 确认非晶合金粘度与慢速加热合金粘度同比降低至少两个数量级,以此提出通 过高速加热实现低压短时连接的理论基础。 通过设计可快速升温、温度可控且避免氧化的热实验台,以及压力可控且 能重复使用的夹具装置,进行非晶连接温度和连接时间的矩阵实验,温度范围 为450~540℃,时间范围为20~110s。采用超声无损检测和扫描电镜对连接界 面进行宏观和微观分析;采用X 射线衍射(XRD)和差示扫描量热(DSC)对连接 样品的非晶结构和热稳定性进行测试;此外,采用纳米压痕仪分别对连接试样 的界面处和非界面处进行显微硬度力学测试和对比。结果表明快速升温的方法 可实现vit1 低压力(0.1 MPa 量级)、短时间(10s 量级)的非晶态超塑性扩散连接;根据加热温度和加热时间实验数据,给出材料未连接、非晶态连接和晶态连接的超塑性扩散连接窗口。通过以上研究,为非晶合金低压短时连接等特殊应用 提供了初步数据和理论依据。
Call NumberMas2016-001
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/59466
Collection先进制造工艺力学重点实验室
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GB/T 7714
徐万里. 高升温速率下锆基非晶合金的超塑性扩散连接研究[D]. 北京. 中国科学院大学,2016.
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