《铸造技术》

文章标题:基于同步辐射与第一性原理计算的 Al/Cu 钎焊界面组织与接头性能研究

文章作者:杨俊朝 1 ,黄 冠 1 ,丁宗业 1,2,3 ,纠永涛 3 ,龙伟民 3 ,胡侨丹 2
关 键 字:Al/Cu 钎焊;同步辐射;第一性原理计算;化合物;力学性能
文章摘要:
界面脆性化合物对 Al/Cu 钎焊接头力学性能影响显著,明晰界面化合物的形成、生长行为与块体性质对调控界面组织与接头性能至关重要。本文借助同步辐射 X 射线成像技术对加热与冷却过程中 Al/Cu 钎焊界面组织演变进行动态表征,利用第一性原理计算对界面化合物的块体性质进行计算,研究了界面化合物的形成次序、模量与键合特 征。 结果表明,界面 Al2Cu 与 Al4Cu9 化合物在冷却过程中形成,小平面枝晶状 Al2Cu 化合物为初生相,从原始界面处凝 固析出,且二次枝晶臂呈非对称性;与母材接触后发生扩散反应形成层状 Al4Cu9 化合物。界面化合物具有金属键与共价键的混合键合特征,Al4Cu9 化合物具有较高的结合能、体积弹性模量、剪切模量、杨氏模量与硬度,可提高 Al/Cu 钎焊接头硬度,降低塑韧性。