Ti添加优化SiCp/2618Al复合材料接头：组织结构与力学性能提升

本文主要探讨了Ti对Al-Ag-Cu反应扩散连接SiCp/2618Al复合材料接头组织及其力学性能的影响。作者舒大禹、黄继华等人在北京科技大学材料科学与工程学院进行研究，他们采用了Al、Ag、Cu等混合粉末作为中间夹层，目的是优化铝基复合材料的连接过程，特别是针对SiCp/2618Al复合材料特有的连接难题。 在实验中，研究者将Ti作为一种关键元素引入中间夹层，其目的是改善Al-Ag-Cu共晶液相与铝基复合材料表面Al2O3氧化膜和SiC颗粒之间的润湿性。通过在540℃下保温60分钟的连接工艺，他们观察到Ti的添加显著提高了接头组织的均匀性和致密度。接头主要由Ag、Al和Al-Ag相构成，并伴有少量的Al4Cu9、Al3Ti、Ag2Al以及SiC相分布。 值得注意的是，随着Ti含量的增加，接头的剪切强度呈现出先增后降的趋势。当Ti的添加量为2.1wt%时，连接效果最佳，此时接头的剪切强度能够达到101MPa，显示出良好的力学性能。然而，过度的Ti添加会降低接头的剪切强度，这提示了在实际应用中需要找到一个适宜的Ti含量平衡点。 文章指出，SiC颗粒增强铝基复合材料因其独特的组织结构在焊接方面具有挑战性，常见的焊接方法如熔化焊、固相焊和钎焊都有各自的局限性。例如，熔化焊可能会导致SiC与Al反应生成脆性化合物，影响接头性能；固相焊中的摩擦焊对复杂结构的连接有限制，并可能因SiCp破碎影响接头强度；而直接固相扩散焊则需高温高压，可能导致接头过度塑性变形。因此，Ti的引入提供了一种改进的连接策略，对于提升SiCp/2618Al复合材料的焊接性能具有重要意义。 这项研究揭示了Ti在改善Al-Ag-Cu反应扩散连接SiCp/2618Al复合材料接头组织和力学性能方面的积极作用，为这类复合材料的连接工艺提供了新的优化方案。这对于推动SiC颗粒增强铝基复合材料在航空航天、汽车等领域的广泛应用具有重要的理论和实践价值。