相分離する異種金属のデアロイング接合

经历相分离的异种金属的去合金化连接

基本信息

批准号：
21H04611
负责人：
加藤秀実
金额：
$ 27.54万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-05 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04611/
关键词：
デアロイング接合相分離共連続構造

项目摘要

前年度は、Feの先端にNiメッキを施し、固相拡散を通じてFe-Ni拡散対を作製した後、Mgと突き合わせてホットプレスを行うといった手法を用いた。本年度は、FeとMgの間にNi濃度の異なるFe100-xNix(x=20, 30, 40, 50, 60, 70)合金層を挿入し、まずFeとFe-Ni層を固相拡散させた後、Mgとの金属浴脱成分反応を通じた接合を試みた。FeとFe-Niの固相拡散により接合界面においてNi組成が連続的に変化し、約40 μm程度の厚さを持つ拡散相が形成されていることが確認された。各試料をMgと接合したところ、x=20の試料においては反応層が形成されておらず、金属溶湯脱成分反応が進行しなかった一方で、x=30-70の試料において、α-Feと(Mg-Mg2Ni)の共連続組織が確認され、接合界面において当反応が生じていることが確認された。X=30, 40, 50の試料においてはそれらが連続的に絡み合った理想的な共連続組織が見られたのに対し、x=60, 70の試料では反応層側に占めるα-Feの体積分率が減少し、リガメントが孤立している様子が伺えた。また、Ni量の増加に伴ってもろいMg2Niの析出量が増えることが観察された。引張り試験より、x=20ならびにx=60, 70の試料においては十分な接合強度が得られなかったが、理想的な共連続組織が見られたx=30, 40, 50の試料において、100 MPa程度の強固な接合が達成され、いずれもMg側の母材破断が生じた。本研究において、室温で互いに相分離するMgとFeを十分な強度で接合することに成功した。これまでその接合が困難であると考えられてきた元素間において当技術を通じた接合の可能性が示され、本接合技術の幅広い展開が今後大いに期待される。

去年，我们采用了一种方法，即在 Fe 尖端镀上 Ni，通过固相扩散形成 Fe-Ni 扩散对，然后将其热压到 Mg 上。今年，我们在Fe和Mg之间插入了不同Ni浓度的Fe100-xNix（x=20、30、40、50、60、70）合金层，然后首先固相扩散了Fe和Fe-Ni层。，我们尝试通过金属浴脱配反应将其与镁结合。证实由于Fe和Fe-Ni的固相扩散，Ni成分在接合界面处连续变化，并形成厚度约40μm的扩散相。当每个样品与Mg接合时，x=20的样品中没有形成反应层，并且熔融金属脱配反应没有进行，而x=30-70的样品中，α-Fe A共连续结构确认了(Mg-Mg 2 Ni)的存在，并且确认了该反应发生在接合界面处。在x=30、40和50的样品中，观察到它们连续缠绕的理想共连续结构，而在x=60、70的样品中，α-Fe的体积占据反应层侧分数减少并且韧带似乎被分离。此外，观察到脆性Mg2Ni析出量随着Ni量的增加而增加。在拉伸试验中，x=20、x=60、70的样品没有获得足够的接合强度，但在x=30、40、50的样品中，观察到了理想的共连续结构，实现了大约 MPa 的牢固结合，但在这两种情况下，母材金属均在镁一侧断裂。在这项研究中，我们成功地将室温下相分离的 Mg 和 Fe 以足够的强度结合在一起。这项技术展示了连接以前认为难以连接的元素的可能性，人们对这种连接技术在未来得到广泛部署抱有很大的期望。