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提出了一种利用ANSYS软件模拟单轴扩散焊过程的仿真计算方法,主要研究采用单轴扩散焊工艺制备聚变实验包层模块冷却管板中的管道变形问题,同时采用低活性马氏体钢进行了相关实验研究,并将实验结果与仿真结果进行对比以验证计算方法的可靠性。结果表明,在单轴扩散焊过程中,管道出现较大变形;仿真计算结果与实验结果吻合良好。这表明本方法将有助于单轴扩散焊制造冷却板的工艺改进。     

Al-Si合金与HR-2钢热等静压直接扩散连接

采用热等静压技术对Al-Si合金／HR-2钢直接扩散连接进行了研究，旨在为铝合金．不锈钢异种材料的连接探索一种可供发展的新的技术途径。实验检测了试样的气密性、界面结合强度，采用金相，SEM，AES分析连接界面的成分与组织。     

低活化马氏体钢热等静压焊接接头性能初步研究

研究了低活化马氏体钢(CLF-1)热等静压(HIP)焊接接头的性能,经980℃/1h/空冷+740℃/2h/空冷的性能热处理后,接头组织保持着CLF-1钢母材回火马氏体组织;常温拉伸性能与母材相当,断口为韧窝状且有第二相粒子产生,为塑性断裂且断于焊缝;常温冲击功最高为母材的26.2%。初步分析认为焊接表面制备状态、表面污染物、表面清洗状态、表面氧化膜都会影响基体原子充分扩散,导致界面扩散层不均匀,焊缝裂纹敏感性增强,冲击功低,且不稳定。     

低活化马氏体钢热等静压焊接接头性能初步研究

研究了低活化马氏体钢(CLF-1)热等静压(HIP)焊接接头的性能,经980℃/1h/空冷+740℃/2h/空冷的性能热处理后,接头组织保持着CLF-1钢母材回火马氏体组织;常温拉伸性能与母材相当,断口为韧窝状且有第二相粒子产生,为塑性断裂且断于焊缝;常温冲击功最高为母材的26.2%。初步分析认为焊接表面制备状态、表面污染物、表面清洗状态、表面氧化膜都会影响基体原子充分扩散,导致界面扩散层不均匀,焊缝裂纹敏感性增强,冲击功低,且不稳定。     

铜-铝扩散焊及拉伸的分子动力学模拟

采用分子动力学方法模拟了铜-铝扩散焊过程，分析了理想平面铜-铝试件(001)晶面间扩散焊的过渡层厚度，并利用径向分布、键对分析方法分析了在不同的降温速率下过渡层的结构变化.降温速率大时，过渡层保持原有无序结构，降温速率小时，过渡层从无序结构向面心立方结构转变.还对扩散焊后的铜-铝试件进行了拉伸模拟，并与尺寸大小相近的单晶铜和单晶铝的拉伸模拟结果进行比较.结果发现焊接后的强度比单晶铝和单晶铜的强度都要小，最大应变值也小.     

P92钢焊接接头蠕变损伤的非线性超声检测研究

为解决P92钢焊接接头蠕变损伤的无损检测问题,该文选用温度为650℃、施加应力为95 MPa的加速试验方法,制作不同蠕变时间的试样,对P92钢焊接接头进行蠕变性能试验。采用非线性超声波技术和金相检测对蠕变试样焊接接头各区域进行研究。结果表明:P92钢焊接接头母材、热影响区以及焊缝区域的非线性超声二次谐波幅值在蠕变试验后都呈上升趋势,在热影响区中的增加速率要快于其在母材和焊缝中,P92钢焊接接头热影响区非线性二次谐波参数的变化与蠕变损伤严重程度存在对应关系。该文为开展P92钢焊接接头蠕变损伤的无损检测工程应用打下了坚实的基础。     

高热负荷下偏滤器材料的温度测量

用小试样模拟试验测试了不同功率密度下的材料表面温度分布。用热等静压焊接方法制作了钨为表面的模拟偏滤器材料小试样,用 25mm的电子束作为热源,在真空室中用 0.3mm的NiCr NiSi热电偶测量了2～9MW·m-2功率密度下材料表面的温度分布。结果发现在充分冷却的情况下,表面最高温度约400℃,钨铜焊缝处的平均温度达150℃。     

Bi系超导材料的微波焊接及其显微结构研究

微波焊接技术近年来发展较快,它有下列优点:1)能耗低;2)升温速度快;3)接头质量高等。本文研究了Bi系超导材料微波焊接的可行性。结果表明,经855℃60h热处理后,焊接试样的T_c可达107K,与焊接前试样的T_c一致,焊区强度已经高于基体。利用电子探针对焊接前后的显微结构进行了比较,发现焊区组织致密,但在后处理过程中发生再结晶,导致焊区晶粒较大,焊缝变宽且焊区内存在较多杂相。 关键词：     

正火和回火处理过程中W/Fe/RAFM钢接头W/Fe界面组织和剪切性能的演化

对热等静压(HIP)扩散焊制备的W/Fe/RAFM钢接头进行了正火和回火处理,以恢复其中RAFM钢的 组织和性能。采用电子探针微分析器(EPMA)和掠入射X射线衍射(GIXRD)对W/Fe界面组织的演化进行了分析,采 用剪切测试和扫描电镜(SEM)对接头连接性能的演化进行了测试和分析。结果表明,正火处理后,RAFM钢中的C 元素扩散到了W/Fe界面,Fe₂W相中W和C元素含量增加,这导致了接头剪切强度增加,而纯铁中间层强度的增加 则导致了接头剪切位移下降。回火处理后,W/Fe界面形成了W/Fe₂W/Fe₃W₃C/Fe的界面结构,回火态接头Fe₂W相 的成分和纯铁中间层强度与HIP态接头基本相同,因此回火态接头室温剪切性能基本与HIP态接头一致。     

Al2O3单晶三明治结构的高温热激发电流

以Al2O3单晶和具有三明治结构的Al2O3单晶-Bi2O3-Al2O3单晶试样为研究对象,测量了在室温到750 ℃之间升温过程和降温过程中这两种试样的热激发电流,仅在三明治结构试样中检测到了热激发电流.随测量过程中升温速率的增大,降温过程中的热激发电流逐渐减小.认为热激发电流是由缺陷离子的扩散所引起,通过扩散活化能的计算发现有两种缺陷参与了热激发电流的形成.     

超薄LiNbO3晶片与窗玻璃的真空扩散法焊接

超薄LiNbO₃晶片与窗玻璃的焊接是制作微通道板空间光调制器的关键工艺之一。常规的焊接方法满足不了对焊接面的特殊要求。本文作者依照真空扩散焊原理,开发了一种用廉价金属铝作过渡层的焊接工艺。实现了这两种非金属材料之间的机械及电气上的牢靠连接。     

Atomic diffusion in annealed Cu/SiO2/Si（100） system prepared by magnetron sputtering

Cu thin films are deposited on p-type Si (100) substrates by magnetron sputtering at room temperature. The inter-face reaction and atomic diffusion of Cu/SiO2/Si (100) systems are studied by x-ray diffraction (XRD) and Rutherford backscattering spectrometry (RBS). Some significant results can be obtained. The onset temperature of interdiffusion for Cu/SiO2/Si(100) is 350 C. With the annealing temperature increasing, the interdiffusion becomes more apparent. The calculated diffusion activation energy is about 0.91 eV. For the Cu/SiO2/Si (100) systems copper silicides are not formed below an annealing temperature of 350 C. The formation of the copper silicides phase is observed when the annealing temperature arrives at 450 C.     

氮化铝薄膜的硅热扩散掺杂研究

采用热扩散方法,对AlN薄膜进行了Si掺杂。利用电子能量散射谱(EDS)以及高温变温电导对薄膜进行了分析。EDS测试结果表明:在1 250 ℃的温度下,氮化硅(SiN_x)作为Si的扩散源,可以实现对AlN薄膜的Si热扩散掺杂。高温电流-电压(I-V)测试表明:在460 ℃测试温度下,AlN薄膜在热扩散掺杂以后,其电导从1.9×10^-3 S·m^-1增加到2.1×10^-2 S·m^-1。高温变温电导测试表明:氮空位(V³⁺_N)和Si在AlN中的激活能为1.03 eV和0.45 eV。     

Rheological Technique as a Sensitive Method to Characterize the Chain Diffusion across the Interface between Polystyrene and Carbon Black Filled Polystyrene

The mutual diffusion process and interphase development taking place at the interface between disks of polystyrene (PS) and carbon black filled polystyrene (CB-PS) in the molten state were investigated by a small-amplitude, oscillatory shear, rheological technique. The rheological method was employed to probe the thermorheological complexity of these polymer disks. It was found that the dynamic complex shear modulus, G*(t), increased with the time of contact in two time regimes at a fixed frequency. The time of transition between the two regimes was observed to be close to the time needed for the transition from the Rouse mode to the reptation mode. The results showed that the content of the carbon black and the temperature affected the slope of the G*(t) – t curve. Scanning electron microscopy revealed the interface disappeared when the diffusion process was complete.     

RAFM钢TIG焊和电子束焊疲劳性能实验和分析模拟

利用ANSYS 对低活化铁素体马氏体(RAFM)钢进行非熔化极气体保护焊(TIG 焊)与电子束焊的抗疲劳模拟分析，再利用SDS200 电液伺服疲劳试验机对TIG 焊和电子束焊的两种RAFM 钢试件进行实验。通过施加相同梯度负荷对TIG 焊和电子束焊试件进行焊缝的疲劳性能实验。与实验结果对比分析，结果显示电子束焊优于 TIG 焊，但在一定负载下可以用TIG 焊代替电子束焊。     

Ar在玻璃微球中的辐照增强扩散效应研究

 为满足惯性约束聚变实验诊断的需求，需要在空心玻璃微球内充入DT燃料气体的同时充入一定量的Ar诊断气体，由于Ar原子尺寸较大，一般热扩散技术难以实现对玻璃微球充Ar。为解决充Ar问题，研究了不同反应堆中子注量对玻璃微球的改性作用。测试结果表明：当中子注量达到1×10¹⁸ cm^-2时，在500 ℃和室温情况下都可以向玻璃微球内充入Ar。辐照增强扩散后的扩散系数高于3.6×10^-13 cm²/s。     

Cu/SiO2/Si(111)体系中Cu和Si的扩散及界面反应

室温下利用磁控溅射在p型Si(111)衬底上沉积了Cu薄膜. 利用X射线衍射和卢瑟福背散射分别对未退火以及在不同温度点退火后样品的结构进行了表征. 在此基础上，研究了Cu/SiO₂/Si(111)体系的扩散和界面反应. 实验结果表明：当退火温度高于450℃时出现明显的扩散现象，并且随着温度的升高，体系扩散现象会更加显著. 当退火温度低于450℃时没有铜硅化合物生成，当温度达到500℃时才有铜硅化合物生成. 关键词： 薄膜 扩散 界面反应 硅化物     

用双液芯柱透镜测量蔗糖水溶液的液相扩散系数

基于双液芯柱透镜的折射率空间分辨测量精度高的特点,本文采用两种方法在室温(25℃)下分别测量了不同浓度的蔗糖水溶液的液相扩散系数。方法一:等折射率薄层移动法,通过记录扩散过程中特定折射率薄层随时间的变化关系计算液相扩散系数。方法二:瞬态图像分析法,通过读取一幅瞬态扩散图像中图像宽度与扩散位置之间的关系确定液相扩散系数。双液芯柱透镜的前液芯作为扩散池和主要成像元件,后液芯作为消球差辅助系统。充分利用了双液芯柱透镜可以按需减小特定液体薄层处的球差以及能够在一定的折射率范围内同时减小球差,两种方法均具有测量精度高的特点。两种方法的测量结果与文献值的相对误差分别小于1.3%和3.9%,表明用双液芯柱透镜测量液相扩散系数时,测量系统稳定可靠,测量结果准确。