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采用真空扩散焊和粉末烧结工艺分别制备Cu-Ni和Cu-Ni-Co体系的相界面,利用光学显微镜和ANSYS7.0软件对扩散区域进行了观察和模拟研究。
研究结果表明:“嵌入式”Cu/Ni扩散偶的相界面迁移距离与扩散焊温度、保温时间有关,扩散层宽度与保温时间成抛物线关系;“嵌入式”Cu/Ni扩散偶中Cu界面一侧α相生长宽度与Ni原子向Cu基体扩散的距离基本吻合,而Ni界面一侧α相生长宽度则不符合Cu原子向Ni扩散距离;600℃×20h烧结后Cu-Ni-Co试样中无网状晶界出现,但800℃×20h烧结后试样出现清晰的网状晶界,即有固溶体α相生成。
采用Fick第二定律对Cu/Ni扩散偶界面区域元素的扩散进行了理论计算,结果表明:加热温度对Ni元素在Cu基体中扩散的影响大于Cu在Ni中扩散的影响;提高加热温度和延长保温时间可以增加Cu、Ni元素的扩散距离。