《火焰釺焊鋁/鋼界面誘導反應與釺縫成分調控方法研究》是依託南京航空航天大學，由薛松柏擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：火焰釺焊鋁/鋼界面誘導反應與釺縫成分調控方法研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：薛松柏
- 依託單位：南京航空航天大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對現有釺劑無法同時去除鋁/鋼表面氧化膜、鋁/鋼接頭界面易形成FeAl2、Fe2Al5及FeAl3脆性化合物的難題，研究探索採用誘導反應，實現鋁/鋼火焰釺焊優質、高效連線途徑。從反應偶熱力學設計、金屬誘導體篩選、金屬有機誘導體的合成與製備入手，採用序貫實驗方法，重點開展誘導方法及釺劑最佳化研究，探索火焰等誘導方法對RbF-AlF3、RbF-KF-AlF3及RbF-KBF4-AlF3釺劑與鋁/鋼表面氧化膜的反應規律；通過研究多種誘導反應條件下，金屬誘導體、非金屬誘導體與受誘體的作用機制、Al2O3、MgO、Fe2O3、NiO、Cr2O3氧化物在誘導體作用下的還原反應速度，建立起釺縫成分的設計與調控計算模型；通過研究誘導反應中抑制界面原子擴散元素的反應速度、合金元素的過渡係數以及誘導因數，建立起釺縫成分的設計與調控計算模型，為實現鋁/鋼火焰釺焊優質、高效連線提供理論指導。
結題摘要
基於航空航天、軌道交通、能源工業及造船技術的快速發展，鋁合金與鋼、不鏽鋼複合結構的套用越來越多的現狀，為了滿足鋁/鋼複合結構在汽車、電站、造船、冶金、航空航天領域廣泛的套用需求，本項目以鋁合金/Q235鋼、鋁合金/304不鏽鋼異種材料的火焰釺焊為主要研究對象，重點研究了火焰釺焊鋁/鋼界面誘導反應與釺縫成分調控方法，揭示、闡明了鋁/鋼界面反應機制，為獲得優質、高效的鋁/鋼連線接頭奠定理論基礎。主要創新成果如下。 （1） 揭示了金屬誘導體、非金屬誘導體、金屬有機誘導體與“受誘體”的作用機制——即誘導體ZrF4、HfF4與RbF-AlF3、 RbF-KF-AlF3及RbF-KBF4-AlF3釺劑在鋁/鋼火焰誘導釺焊時的界面反應機制。 （2） 闡明了Al2O3、MgO、Fe2O3、NiO、Cr2O3等氧化物在誘導體作用下的還原速度，建立起了“釺縫成分的設計與調控計算模型”。 （3） 闡明了火焰誘導釺焊時鋁/鋼界面及釺縫Al2O3、MgO、FeO、Fe2O3、NiO、Cr2O3等氧化物的還原規律；獲得在誘導反應條件下，ε-FeAl2，η-Fe2Al5及θ-FeAl3相“厚度”生長與調控方法。 （4）研究確定了納米四氟化鈰（CeF4）、氟化鋅（ZnF2）、氧化鎵（Ga2O3）、氟化鎵（GaF3）、氟化鋰（LiF）、氟化硼（BF3）對CsF-RbF-AlF3釺劑的誘導反應規律；研究發現了Ga、Ce、Ti、Zr、Sr、Si對Zn-Al-Si、Al- Zn-Si、Ag-Cu-Zn-Sn釺料的誘導潤濕、釺縫強化規律。 （5） 獲得了誘導反應條件下合金元素的“過渡係數”，建立了釺縫成分的設計與調控計算模型，提出了火焰釺焊鋁/鋼界面誘導反應與釺縫成分調控方法的基礎理論。 （6）發表學術論文18篇，其中SCI收錄14篇，EI收錄3篇；申請發明專利4件，獲得授權3件；獲國家科技進步獎二等獎1項，教育部技術發明二等獎1項。
