潤(rùn)濕是凝固科學(xué)和焊接領(lǐng)域的共性問(wèn)題。目前溶解性潤(rùn)濕的研究,既應(yīng)考慮通過(guò)降低表面能,增加熔滴鋪展后與基底的固液接觸面積;又應(yīng)增加固液相潤(rùn)濕中的互溶度,形成更大面積溶解層以提升潤(rùn)濕結(jié)合強(qiáng)度。超聲場(chǎng)潤(rùn)濕是改善潤(rùn)濕性的良好方法,清潔環(huán)保、不引入雜質(zhì),能夠有效改善液滴對(duì)基底的潤(rùn)濕程度。目前關(guān)于超聲場(chǎng)潤(rùn)濕性、超聲促進(jìn)溶解作用等機(jī)制機(jī)理的研究,尚不深入。根據(jù)溶解驅(qū)動(dòng)潤(rùn)濕的機(jī)制,本文確定了超聲場(chǎng)下Zn/Al二元溶解性潤(rùn)濕體系作為對(duì)象展開(kāi)研究,釬料熔滴分別選擇共晶Sn-9Zn、Zn-5Al合金,基底材料為1060鋁合金和焊接性能較差的70%體積分?jǐn)?shù)SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料。通過(guò)比較鋪展后的熔滴表面、潤(rùn)濕角大小以及固/液/氣三相線的輪廓變化,得到超聲波作用時(shí)間、基底保溫溫度以及合金成分改變對(duì)溶解性潤(rùn)濕變化規(guī)律的影響。超聲作用時(shí)間延長(zhǎng),Zn-5Al/Al溶解作用增強(qiáng);同時(shí)當(dāng)超聲場(chǎng)下的潤(rùn)濕溫度由420℃提高到460℃,Zn-5Al/Al與Zn-5Al/復(fù)合材料兩種體系的潤(rùn)濕性均變差,SEM圖像觀察與EDS成分分析表明是溫度升高后溶解層內(nèi)合金組織偏離共晶成分,流動(dòng)性及溶解性變差所導(dǎo)致。對(duì)于Sn-9Zn/Al體... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

液固表面潤(rùn)濕角示意圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文相微流的液滴潤(rùn)濕，而在基體 Al 相間越多地分布陶瓷顆粒，對(duì)釬料液滴自動(dòng)的阻力越大，潤(rùn)濕更困難[34]；體分率相同時(shí)，顆粒的尺寸越小，復(fù)合材潤(rùn)濕越差，是因?yàn)?SiC 顆粒尺寸小則表面積變大，顆粒被熔融金屬潤(rùn)濕時(shí)系所需的表面能更多[35]。在哈爾濱工業(yè)大學(xué)陳曉光[36]的研究：輔助超聲場(chǎng) Zn-Al 釬料潤(rùn)濕 55voiCp/ZL101A 復(fù)合材料中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，重力場(chǎng)下，二元合金在有釬劑作對(duì)作為基體的 ZL101A潤(rùn)濕，但不能夠潤(rùn)濕 SiC顆粒，固無(wú)法完全潤(rùn)濕 55voiCp/ZL101A；而體系處在超聲場(chǎng)下，鋅鋁合金釬料能夠突破表面氧化膜、粒間存在的縫隙，進(jìn)一步對(duì) SiC 顆粒完成潤(rùn)濕。整體上改善了潤(rùn)濕性能。(a) (b)

圖 1-2 超聲場(chǎng)下釬料/復(fù)合材料的潤(rùn)濕(a)SiC/Al 界面狀態(tài)；(b)界面產(chǎn)物 Al4C3.4 潤(rùn)濕過(guò)程數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀.4.1 有限元軟件 FLUENT 模擬哈爾濱工業(yè)大學(xué)馬琳等人通過(guò)高速攝像拍攝了水滴 10ms 內(nèi)鋪展的變化用 FLUENT 對(duì)釬料鋪展進(jìn)行了數(shù)值模擬，模擬過(guò)程展現(xiàn)了液滴發(fā)生的塌陷的過(guò)程，模擬與實(shí)驗(yàn)形成了很好的互證關(guān)系：圖 1-3 為不同時(shí)間間隔液滴形貌，圖 1-4 為各個(gè)時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的形態(tài)變化的數(shù)值模擬結(jié)果。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3316303