在Cu/Al管的磁脉冲辅助半固体接接头中分析微观结构和孔隙形成机制
Zhenglei Rui1, Shangyu Huang1, Huajun Wang1
1School of Materials Science and Engineering, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|November 27, 2025
概括
磁脉冲辅助半固体制 (MPASSB) 在390°C的温度下成功连接铜/管,而无需易碎的金属间化合物. 这种方法产生了高强度的连接,为不同材料的连接提供了可行的解决方案.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 金工业是金工业的一个方面.
- 连接技术 连接技术
背景情况:
- 结合不相似的材料,如铜 (Cu) 和 (Al),由于其独特的特性,提出了重大挑战.
- 传统的连接方法往往导致脆性金属间化合物 (IMC),损害了关节的完整性.
- 开发高质量的Cu/Al连接的先进技术对于各种工业应用至关重要.
研究的目的:
- 为了研究磁脉冲辅助半固体制 (MPASSB) 的有效性,用于连接Cu/Al管.
- 分析MPASSB过程中孔隙形成的潜在机制.
- 评估由此产生的Cu/Al接头的金和机械性能.
主要方法:
- 使用磁脉冲辅助半固体制 (MPASSB) 技术进行Cu/Al管的连接.
- 开发并使用结合有限元法-平滑粒子水力学 (FEM-SPH) 模型来模拟孔隙形成.
- 进行了机械性能测试,包括剪切强度测量.
主要成果:
- MPASSB成功地生产了Cu/Al管接头,在390°C时具有出色的金粘合.
- 在关节中没有观察到易碎的Cu/Al金属间化合物 (IMC).
- 较强的固体-液体界面相互作用和更高的表面粗度促进了孔隙形成.
- 接头的剪切强度高达63.3MPa,在铜接口附近的接中发生了断裂.
结论:
- 该MPASSB技术是一个有前途的方法,用于高质量的不同Cu/Al材料的连接.
- 了解固体-液体界面相互作用是控制毛孔形成的关键.
- 开发的FEM-SPH模型为制机制提供了有价值的见解.
