Ti/Ti_xNi_y界面的形貌结构及扩散机制分析

来源 :太原理工大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:zeng007008
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近年来,Ti与Ni的连接得到了广泛关注,但是其界面金属间化合物Tix Niy(x:y分别为1:1,2:1和1:3)的形成机制仍然存在分歧,且这些界面脆性相的形成影响了接头的综合性能。因此,研究Ti/Ni界面新相化合物的形成顺序,并进一步探讨Ti/Ti_xNi_y连接界面行为对于提高Ti/Ni连接接头强度具有重要意义。本文利用电场激活扩散连接(FADB)方法进行了Ti/Ti_xNi_y/Ni扩散连接实验,结合界面热力学理论探讨了Ti/Ti_xNi_y的形成机制,研究了电流对界面行为的影响。在此基础上进行了Ti/Ti_xNi_y非晶化合物的扩散连接实验,探索了粉体非晶化工艺参数与扩散连接温度对界面形貌和连接强度的影响。研究结果表明,Ti/Ti_xNi_y/Ni界面三种金属间化合物中生成TiNi3的标准吉布斯自由能最小,923K时生成Ti2Ni的增加的界面能最小。随着保温时间的延长,扩散层的厚度都有所增加,但只有Ti2Ni的生长符合Δx2=kt的规律,且TiNi3的生长是两种扩散机制共同作用的结果;结合界面热力学理论和扩散界面动力学分析结果可推断三种金属间化合物的形成顺序为:Ti2Ni,TiNi3,TiNi。电流可以明显加快扩散层的生长速度,但电流方向对扩散过程没有明显影响。对于Ti/Ti_xNi_y非晶化合物的连接界面,随着温度的升高,界面呈现的晶态形貌越来越明显,且连接强度随扩散连接温度的增加而降低;随着粉体球磨时间的延长,Ti与TiNi和Ti2Ni非晶连接界面处呈现的非晶形貌越来越明显,且其界面连接强度随球磨时间的增加而增大。
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