通过超声分层细化技术实现Sn-Bi合金的同时增强强度和延展性

《Materials Advances》：Achieving simultaneous strength-ductility enhancement of Sn Bi alloys via ultrasonic hierarchical refinement

本研究系统分析了超快激光焊接氧化铝陶瓷时三个关键参数（焦距偏移-1mm、单脉冲能量17.6μJ、焊接速度1mm/s）对焊缝形貌、微观结构演变及力学性能的影响。实验表明优化参数可实现无缺陷焊缝，其剪切强度达90.9MPa（接近传统钎焊工艺），并显著提升焊接效率，为氧化铝陶瓷高质量融合焊接提供了可靠依据。

　　

Jian Zhao|Qingui Fan|Haikun Liu|Yijie Pu|Fangzhou Li|Wenhui Xue|Zixuan Zhang|Xiaopeng Li

摘要

超快激光焊接是一种实现氧化铝陶瓷直接连接的有效方法。然而，目前关于氧化铝陶瓷超快激光焊接的研究仍然有限。本文全面探讨了三个关键工艺参数（离焦距离（f）、单脉冲能量（E）和焊接速度（v）对焊接接头形成、微观结构演变及机械性能的影响。实验结果表明，通过优化参数（离焦距离为-1毫米、单脉冲能量为17.6微焦耳、焊接速度为1毫米/秒），可以获得无缺陷且质量优异的焊接接头。焊接接头的主体相为α-Al₂O₃，仅有少量晶间玻璃相（SiO₂），其剪切强度高达90.9兆帕（与传统钎焊/扩散方法相当）。此外，该方法还提高了氧化铝陶瓷的连接效率。本研究为利用超快激光焊接实现高质量氧化铝陶瓷熔融焊接的可行性提供了有力证据。