電場對AZ31B-Cu連接界面反應和擴散溶解層結構的影響.pdf

1、鎂合金具有高的比強度、高的比模量、優(yōu)良的阻尼減振和加工性能等優(yōu)點，是目前被廣泛使用最輕的金屬結構材料；銅及銅合金具有良好的塑性，冷、熱加工性能及優(yōu)良的導電性、導熱性、耐蝕性。目前對鎂-銅異種材料擴散連接的研究已成為研究的熱點和難點。近年來關于外加電場在固相擴散過程中的激活作用的研究，為鎂-銅擴散連接機理的研究提供了新的方法。
　　 在對銅鎂擴散偶施加電場后，很快在界面上就形成了擴散溶解層。采用光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X射線能

2、譜與X射線衍射儀等分析方法，研究了電場對AZ31B/Cu連接界面擴散反應和擴散溶解層生長過程及其結構的影響。對溶解擴散層的顯微組織、相組成和界面元素分布進行了分析。利用顯微硬度計及剪切試驗對擴散溶解層的顯微硬度和抗剪切性能進行了測試。
　　 在壓力30MPa，溫度為450℃、475℃、500℃，保溫時間為5～60min的條件下，應用FADB進行了AZ31B/Cu之間的連接試驗。分析結果表明，在450℃時，擴散界面平整，為固相擴散

3、，并且隨著保溫時間的延長，擴散層寬度逐漸增大；在475℃時，由于基體受熱軟化，擴散界面呈現(xiàn)彎曲狀；在500℃時，隨著擴散時間的延長，緊鄰Mg2Cu靠近鎂合金的一側出現(xiàn)了共晶組織，最終共晶組織會布滿整個界面。相對于傳統(tǒng)的熱擴散，在溫度相同下施加電場降低了金屬元素的擴散激活能并且提高了擴散系數(shù)，隨電場強度的增加，Mg、Al元素的擴散系數(shù)增大，擴散激活能下降。在溫度450℃，時間30min，電流密度為35Acm-2時，過渡層寬度為101μm，