Al/Ni叠层箔的EBPVD制备与表征

发布时间：2023-05-07 15:23

　　Al/Ni叠层箔可以作为局部热源融化钎料或者直接作为特殊钎料来实现构件的快速连接。这种由Al/Ni叠层箔构成的特种钎料非常适合在宇宙空间、深海等特种环境中应用。目前Al/Ni叠层箔主要通过磁控溅射和冷轧方法制得。磁控溅射沉积速率较慢,获得几十微米厚叠层箔的制备成本很高。冷轧虽然成本较低,但制得叠层箔的组织结构很不均匀,界面易引入杂质污染,使其应用受阻。采用皮尔斯枪构建的快速电子束物理气相沉积(EBPVD)技术可以显著减少叠层箔的制备时间,大幅度降低优质Al/Ni叠层箔制备成本。相对于冷轧工艺,EBPVD技术制备Al/Ni叠层箔的层结构均匀,界面无污染。本文对L5型EBPVD设备进行了相应的改造,涉及到坩埚、沉积空间分隔及特种工艺装备研制,以满足制备Al/Ni叠层箔的工艺控制需求;对典型工艺参数获得的Al/Ni叠层箔进行了微观组织结构表征;通过DSC热分析及低升温速率过程Al/Ni叠层箔各种反应生成相形成顺序分析,研究了EBPVD获得的Al/Ni叠层箔的反应机制;采用光电转换技术测定了所得Al/Ni叠层箔试样的自蔓延反应速率。研究结果表明氮化硼坩埚适用于电子枪蒸发Al锭料;为保证沉积过程...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 Al/Ni叠层箔的制备方法研究进展
        1.2.1 冷轧
        1.2.2 磁控溅射
        1.2.3 EBPVD
    1.3 Al/Ni叠层箔的反应过程研究现状
        1.3.1 反应过程放热分析
        1.3.2 反应过程的相变分析
        1.3.3 自蔓延反应表征
    1.4 Al/Ni叠层箔的应用
    1.5 本文的主要研究内容
第2章 设备、材料与实验方法
    2.1 EBPVD设备
    2.2 实验原料
    2.3 Al/Ni叠层箔的EBPVD制备
    2.4 Al/Ni叠层箔相组成和显微结构分析
        2.4.1 X射线衍射分析
        2.4.2 光学显微镜分析
        2.4.3 扫描电子显微分析
    2.5 Al/Ni叠层箔控制升温速率的加热实验
        2.5.1 DSC实验
        2.5.2 加热过程中Al/Ni叠层箔的相变分析
    2.6 Al/Ni叠层箔的自蔓延测速实验
第3章 基于EBPVD方法的Al/Ni叠层箔制备工艺研究
    3.1 引言
    3.2 工艺控制方法及设备改造方案研究
        3.2.1 Al的蒸发坩埚的选择
        3.2.2 Al、Ni蒸汽的空间分隔
        3.2.3 沉积过程中的控温问题
    3.3 设备改造方案与工艺参数
        3.3.1 L5型EBPVD设备改造方案
        3.3.2 工艺参数及制得的Al/Ni叠层箔试样
    3.4 本章小结
第4章 EBPVD制备的Al/Ni叠层箔组织结构
    4.1 引言
    4.2 Al/Ni叠层箔的相组成分析
    4.3 Al/Ni叠层箔的显微组织结构
        4.3.1 截面显微组织结构
        4.3.2 表面显微组织结构
    4.4 本章小结
第5章 EBPVD制备的Al/Ni叠层箔反应机制研究
    5.1 引言
    5.2 Al/Ni叠层箔控制升温速率的加热实验
        5.2.1 DSC分析
        5.2.2 加热过程中Al/Ni叠层箔的相组成变化
    5.3 自蔓延过程研究
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢



本文编号：3810827