超声波接过程中Ti-Al接口的混合行为及其强度:分子动力学研究
Sunil Moon1, Jae Ho Paek1, Yong Hoon Jang1
1School of Mechanical Engineering, Yonsei University, 50 Yonsei-ro, Seodaemun-gu, Seoul, 03722, Republic of Korea.
Heliyon
|February 7, 2024
概括
/双金属的超声波接显示,机械混合受界面形状的影响. 接强度取决于异位相互作用,而不是混合程度,对于形接口.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机械工程 机械工程
- 计算材料科学科学 计算材料科学
背景情况:
- 超声波接 (UW) 是一种不同金属的固态连接工艺.
- 了解/ (Ti/Al) 双金属的机械行为和接口特性对于优化UW至关重要.
- 接口几何学对机械混合和粘合强度的影响需要详细研究.
研究的目的:
- 研究通过超声波接形成的hcp Ti/fcc Al双金属的机械混合和变形行为.
- 分析与平面接口相比,各种正弦接口形状对粘合过程的影响.
- 确定影响UW Ti/Al双金属接强度的因素.
主要方法:
- 用分子动力学 (MD) 模拟来建模UW过程.
- 模拟了16个不同高度和空间周期的侧面接口,以及一个平面接口.
- 分析了机械混合,变形,相位转换和接强度.
主要成果:
- 机械混合主要发生在振动负载方向上,并受到接口形状的影响,随着侧面高度的增加和空间周期的减少而增加.
- 从hcp Ti到fcc Ti的相位转换在侧侧面接口上被观察到,这是由于脱位滑动.
- 接强度与机械混合程度没有直接相关,但受到不合适脱位,堆叠故障四面体和格子脱位之间的相互作用的影响.
结论:
- 与平面接口相比,侧面接口可以提高Ti/Al双金属的接强度.
- 接强度的主要驱动因素是接口附近的脱位相互作用,而不是机械混合的程度.
- 模拟MD提供了关于不同金属超声波接的复杂现象的宝贵见解.
