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。

在上一年，我们使用了一种方法，其中NI通过固相扩散制备了Fe-Ni扩散对，然后通过使用MG进行对接来制备FE-NI扩散对。今年，将Fe100-XNIX（X = 20、30、40、50、60、70）在Fe和Mg之间插入具有不同Ni浓度的合金层，首先，Fe和Fe-Ni层在固相中扩散，然后尝试通过金属浴浴组件反应与MG进行键合。证实，由于Fe和Fe-Ni的固相扩散，在粘结界面上连续更改Ni组成，并且形成了约40μm的厚度扩散相。当每个样品键入MG时，在样品中未形成X = 20的反应层，并且金属熔融金属分解反应不会进行，而在带有X = 30-70的样品中，α-FE和（MG-MG2NI）的共连接结构被确认，确认了这种反应发生在键合的接口处。在X = 30、40和50的样品中，观察到理想的共连接组织，从而连续交织它们，而在X = 60和70的样品中，反应层侧面占据的α-FE的体积分数减少，表明韧带是隔离的。还观察到，随着Ni量的增加，脆性MG2NI的降水量增加。拉伸试验表明，在X = 20和X = 60和70的样品中未达到足够的键合强度，但是在观察到理想的共连接结构的样品中，实现了约100 MPa的强键，并且在MG侧都发生了基本金属破裂。在这项研究中，我们成功地结合了Mg和Fe，它们在室温下相互分离，并具有足够的强度。已经证明了这项技术很难通过这项技术加入的要素之间加入的可能性，并且希望将来对这种粘结技术的各种发展有很大的希望。