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微合金化元素Ga對(duì)CuSnTi釬料組織演變和力學(xué)性能的影響

陳繼 徐東 崔冰 嚴(yán)佩佩 王朋波

安徽工業(yè)大學(xué)，材料科學(xué)與工程學(xué)院

摘 要：金剛石是一種特殊的碳材料，其微觀結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)sp³ 雜化狀態(tài)，屬于等軸面心立方晶系，C原子間結(jié)合力大，穩(wěn)定性很好，在自然界材料中具有較大硬度，以及優(yōu)良的耐磨性和化學(xué)穩(wěn)定性。決定了它是制造陶瓷、玻璃、巖土礦石等生產(chǎn)工具最合適的磨料，具有其特殊的優(yōu)勢(shì)。而銅及銅合金很難潤(rùn)濕金剛石，但添加 Ti、Cr、V、Ga 等活性元素，可以提高其對(duì)金剛石的潤(rùn)濕性和結(jié)合力。所以Cu-Sn-Ti就成為釬焊金剛石理想的三元活性釬料，而添加微量Ga元素對(duì)合金熔點(diǎn)具有很大影響，因此我們通過能譜(EDS)、x射線衍射(XRD)和差熱分析(DSC)等方法對(duì)CuSnTi-xGa釬料的力學(xué)性能和組織進(jìn)行了系統(tǒng)研究。研究結(jié)果表明，添加微量Ga元素可以顯著提高焊料的熔點(diǎn)和力學(xué)性能。添加1% Ga的釬料的抗剪強(qiáng)度比不添加Ga的釬料高160%。此外，還觀察到少量Ga可細(xì)化CuSnTi釬料的基體結(jié)構(gòu)。與Sn固溶體相比，Ga傾向于與Cu形成固溶體。當(dāng)Ga含量為2 wt.%時(shí)，由于在韌窩底部出現(xiàn)粗晶，使得釬料的抗剪強(qiáng)度降低。