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1、非晶态焊接材料的特性及其应用研究中图分类号：TG425 文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2016.04.059非晶态合金是短程、有序的玻璃态合金，它在一定温度范围内能保持相对稳定的状态。由于具有独特的合金结构，所以，非晶态焊接材料具有较高的硬度、强度、耐磨性和耐腐蚀性，并且逐渐成为了焊接领域重点研究的材料。作为焊接材料，非晶态材料充分展现了其特性和奇妙的能效。因此，研究非晶态焊接材料的特性及其应用是非常必要的。这样做，可以为材料的推广和应用奠定良好的基础。1 非晶态焊接材料的特性研究1.1 材料的化学特性目前，非晶态钎料是应用最广泛的非晶态焊接材料之一，它具有组织均
2、匀、成分均匀的特点。作为由液态合金快速冷却形成的材料，非晶态钎料能保持液态时的均匀性。同时，材料本身熔化均匀，没有晶粒和共晶相，也不含粗大的化合物，呈现出组织单一、细化的特点。因为材料所含杂质比较少，所以，其纯度也相对较高。在制取材料的过程中，不需要进行锻、轧、拉、拔等处理，材料性能也不受加工氧化和润滑剂的影响。从目前发展情况看，已经研发出的非晶态钎料多由合金元素Ni、Cu、Ti、Al和非金属元素Si、B、P构成。由于非晶态钎料成分相对均匀，制成的钎料箔也不同于高温钎焊的钎料，它具有较好的柔韧性。在生产钎接件的过程中，可以根据实际需要预制形状，然后再将钎接件放置在钎焊接头间隙中，从而减少钎料的
3、浪费。此外，调整母合金成分可以更容易地制备出各种成分的非晶态钎料。1.2 材料的物理特性从物理性能方面看，非晶态钎料润湿性良好，在加热过程中，它能够均一地熔化和铺展，不会出现晶态钎料熔化分层的情况。同时，由于非晶态钎料的非晶型结构并不稳定，所以，在临近熔化状态时，会析出晶体，并且会在熔化瞬间释放大量的热能。热能的释放会导致钎料中的相关元素被迅速扩散，从而提高其润湿能力。如果使用镍基非晶态钎料焊接，它本身有较强的耐高温性和耐腐蚀性，而且可以制作成比较薄的钎料箔，减小钎缝的间隙。另外，在冷凝后，非晶态钎料熔化，产生合金晶结构。由此可见，低温条件下是不会发生钎接层熔化的问题的。此外，与粉状钎料相比，
4、非晶态钎料中不含助焊剂和黏结剂，可以避免对钎焊炉造成的污染。使用非晶态钎料无需使用垫片保护钎缝间隙，进一步简化了钎焊操作。2 非晶态焊接材料的应用研究2.1 镍基非晶态焊接材料的应用镍基非晶态钎料是研发较早的非晶态焊接材料，它具有抗氧化性、耐高温性和耐腐蚀性，被广泛应用于航天、航空等领域的高温合金焊接方面。与普通镍基钎料相比，镍基非晶态钎料能够快速凝固，很好地解决了钎料变脆的问题。在具体应用过程中，因为不需要使用助溶剂等物质，所以，焊缝不仅不会被污染，还具备较好的力学性能。但是，在制备镍基非晶态钎料时，要精确控制各成分的含量和工艺参数。目前，制备该材料仍有一定的难度。2.2 铜基非晶态焊接材料
5、的应用铜基非晶态钎料是有较强玻璃形成能力的焊接材料，具有制备成本低的优势。20世纪90年代，该材料被研发出来。从性能上来讲，铜基合金具有耐腐蚀性和导热性强等特点，可用于电子仪表的制作和银合金等材料的焊接工作中。而使用含硼的铜基非晶态钎料焊接紫铜，能够大大提高钎料的润湿性和接头性能。此外，在铜基非晶态钎料中添加Si、B、Zr等微量元素，可以使钎料具有较好的流动性，还能代替昂贵的银基钎料用于焊接铜合金等。2.3 铝基非晶态焊接材料的应用从目前情况看，铝基非晶态钎料的应用范围比较广。在焊接电子器件等产品时，低温或中温铝基非晶态钎料的应用情况良好。但是，这类材料的熔点较高，钎焊温度接近铝合金的固相线。
6、在Al-Si基体中加入铜、铬等元素，能够在一定程度上降低材料的熔点，避免出现母材过烧的问题。此外，可以使用快速凝固法制备铝基非晶态钎料，使材料具有高接头强度和钎焊温度低等优势，从而扩大其应用范围。2.4 其他非晶态焊接材料的应用在钎焊钛合金、石墨和陶瓷等材料时，钛基非晶态钎料的利用率极高。从目前的发展形势看，加入铜、镍等元素的钛基钎料具有流动性好和熔点低的特点，它在陶瓷和钛合金材料的焊接上表现出了优异的性能。而贵金属铂具有较好的耐氧化性和耐热性，用该元素制备的铂基非晶态钎料具有良好的玻璃形成能力，可以成功焊接铜棒。此外，锗基非晶态钎料也具有较好的玻璃形成能力，它在钛合金材料等异种材料的焊接方面
7、有良好的应用。3 结论总而言之，非晶态合金具有良好的物理性能和化学性能，有一定的应用潜力。作为焊接材料，应用它能进一步降低焊接工艺的成本，并在一定程度上实现焊接工艺的节能高效发展。随着科学技术的发展，非晶态焊接材料将会有广阔的应用前景。参考文献【1】房卫萍，杨凯珍，张宇鹏，等.低碳经济下的非晶合金发展与应用.材料研究与应用，2010（04）：526-529.【2】张春芝，李辉平.非晶态钎料非晶合金作为功能材料应用的新思路.功能材料，2015（09）：9019-9025.【3】王刚，黄永江，沈军，等.TiZrNiCuBe块体非晶合金激光焊接行为及温度场数值模拟研究.稀有金属材料与工程，2014（11）：2713-2718.