復合焊縫材料重熔凝固過程中顆粒與Zn-Al共晶合金相互作用行為.pdf

1、本文采用物理模擬的方式，通過金相顯微鏡、掃描電鏡、能譜分析和透射電鏡等分析測試方法，研究非真空環(huán)境、SiCp/Zn-Al復合焊縫材料在超聲場下的重熔凝固過程中陶瓷顆粒與Zn-Al共晶合金的相互作用行為及凝固組織。
　　SiCp/Zn-Al基復合焊料重熔后，靜態(tài)水冷、空冷和爐冷三種冷卻方式下，基體中的SiC顆粒出現(xiàn)上浮現(xiàn)象。試驗中得出的SiC顆粒在Zn-Al合金中的上浮規(guī)律符合Stokes對重力場下顆粒的沉降速度的描述規(guī)律，但在數(shù)值

2、上有所偏差。利用修正后的公式對顆粒的上浮速度進行了預測計算，并進行了試驗驗證，兩者結果較為一致。
　　機械攪拌和機械振動的試驗結果表明，對液態(tài)復合焊料施加外力場作用時，基體中的顆粒凝固后不再明顯上浮，宏觀上分布均勻，但仍存在微區(qū)團聚現(xiàn)象。
　　通過研究超聲波振幅、振動時間和冷卻方式對顆粒分布的影響發(fā)現(xiàn)，超聲波可使復合焊料熔體中已經(jīng)上浮的或微區(qū)偏聚的顆粒在基體中均勻彌散分布。對復合焊料熔體施加超聲波振動時間小于10s時，顆粒在

3、基體中分布均勻、彌散；當超聲振動時間超過10s，熔體中出現(xiàn)顆粒聚集現(xiàn)象，而且隨著超聲波振幅的增加顆粒聚集程度加?。焕鋮s方式對顆粒的分布沒有明顯的影響。
　　復合焊料凝固過程中SiC顆粒與固液界面相互作用行為研究表明，無論凝固過程中是否施加超聲振動，SiC顆粒均受到先共晶相的推斥而處于最后凝固的Zn-Al共晶區(qū)。當凝固過程無超聲振動、冷卻速度較低時，先共晶相β-Zn晶粒尺寸較大，SiC顆粒受到推移的程度較大，共晶區(qū)顆粒較為密集；加快