表面纳米化铜低温扩散焊接机理研究

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1、中I冬丨分类号：TG456.9学校代码：10856学号：M040U2125硕士学位论文Master’sThesis表面纳米化铜低温扩散焊接论文题目机理研究材料加工工程专业裴广玉作者姓名李东指导教师完成日期2014年12月中图分类号：TG456.9学校代码：10856学号：M040112125上海工程技术大学硕士学位论文表面纳米化铜低温扩散焊接机理研究作者姓名：裴广玉指导教师：李东专业：材料加工工程学院：材料工程学院申请学位：工学硕士完成时间：2014年12月评阅人：見細妇龄.巧4扦答辩委员会主席：細〇叫穸设____

2、_______成员:冶丨苏.柏受上海工程技术大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所递交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：曰期：706年6月W曰上海工程技术大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的

3、复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海工程技术大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在_年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密0。(请在以上方框内打“V”）学位论文作者签名：祿n'指导教师签名:日期：we年^月以日日期：>/又年$月/沒日UniversityCode：10856StudentID:M040112125INVESTIGATIONONDIFFUSIONBONDINGOFNANOCRYSTALLIZEDC

4、UCandidate:PeiGuang-yuSupervisor:LiDongMajor:MaterialsProcessingEngineeringDepartmentofMaterialsEngineeringShanghaiUniversityofEngineeringScienceShanghai,P.R.ChinaDecember,2014表面纳米化铜低温扩散焊接机理研究摘要扩散焊接技术属于压焊的一种，与传统焊接方式相比，具有焊接接头质量好、焊接温度低、引起组织性能劣化程度小等优点。而且扩散焊接可以实现物

5、理化学性能差别较大的异种材料之间的焊接，甚至可以焊合相互不溶解或在熔焊时会产生脆性金属间化合物的异种材料，同时因此有着很好的应用前景。表面纳米化技术是一种比较新的表面改性技术，与传统改性技术相比也有着无可比拟的优势，比如技术简单、形成的纳米层不易剥落分离、不改变基体状态等。特别是金属材料经表面纳米化后表现出很多优异的性能，比如表面强度、硬度提高；耐腐蚀性和耐磨性提高；疲劳性能改善；表面原子扩散的能力增强等。利用纳米材料的高扩散性，将表面纳米化技术与扩散焊技术相结合，可以得到显著提升材料扩散焊接接头质量的效果。为了论

6、证表面纳米化技术对扩散焊接接头组织和性能的影响，本文以纯铜为研究对象，利用表面机械滚压技术对纯铜试样进行表面纳米化处理，并利用光学和扫描电子显微镜、显微硬度计、万能试验机等测试手段，分析了表面纳米化技术对纯铜表层性能的影响，并从扩散焊接接头的显微组织特征、显微硬度、剪切强度等方面，分析了表面纳米化技术对纯铜扩散焊接接头质量的影响，并通过添加镍中间层来研究镍原子在纯铜试样中的扩散行为。本文首先利用表面机械滚压（SMR）技术，对纯铜试样进行表面纳米化处理，结果表明，随着滚压次数的增加，纯铜表层晶粒逐渐被细化，变形区域也

7、逐渐加深。在处理20次后，纯铜表层的晶粒达到纳米级别，晶粒尺寸从表层至心部呈梯度分布，纯铜试样表层的显微硬度值也显著提高，是基体的1.5倍。通过在300℃、400℃和500℃下分别对未经表面纳米化处理的纯铜母材和经表面纳米化处理的纯铜试样进行扩散焊接试验，结果表明，相同温度下，经过表面纳米化处理的纯铜试样焊缝结合程度好，焊缝接头界面处晶粒较为细小且显微硬度值较高，而且焊接接头的剪切强度明显高于未经表面纳米化处理的纯铜母材试样的。随着温度I从300℃升到400℃，两种试样的剪切强度都有所增高，但500℃时，由于组织劣

8、化，剪切强度不再增加，甚至有所下降。添加镍中间层后，300℃时，镍中间层中铜镍原子的相互扩散很少，随着温度的升高，镍中间层逐渐消失，500℃时，铜镍原子的相互扩散更加充分。关键词：表面纳米化，扩散焊，组织，剪切强度IIINVESTIGATIONONDIFFUSIONBONDINGOFNANOCRYSTALLIZEDCUABSTRACTAsoneofpress