鋁合金表面電弧噴涂Ag 基涂層及其低溫釬焊行為

肖勇，程釗，周建軍，張建，羅丹，李明雨

(1.武漢理工大學(xué),武漢,430070；2.武漢理工大學(xué),材料復(fù)合新技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,武漢,430070；3.Department of Materials Science and Engineering,The University of Sheffield,Sheffield,S13JD,UK；4.哈爾濱工業(yè)大學(xué)(深圳),深圳,518055)

0 序言

在波導(dǎo)器件中為了保證微帶電路板良好的接地性能，需要將其與鋁合金殼體進(jìn)行大面積裝接.傳統(tǒng)的螺釘連接不能提供可靠、連續(xù)、一致性好的連接，并且還會(huì)嚴(yán)重影響微帶電路板的電性能.目前，工程上普遍采用膠接和低溫釬焊的方式實(shí)現(xiàn)鋁合金組件與微帶電路板的大面積焊接[1].相較于膠接，采用低溫釬焊的方法獲得的接頭強(qiáng)度校高，且接頭的耐候性、導(dǎo)電性較好.

鋁合金低溫釬焊時(shí)，其表面存在致密氧化鋁薄膜難以完全去除，導(dǎo)致釬料對(duì)鋁合金的潤(rùn)濕性較差.目前常利用電鍍、化學(xué)鍍或物理氣相沉積等方法在鋁合金表面制備Ni，Cu，Ag 等金屬層以改善鋁合金表面的潤(rùn)濕性從而實(shí)現(xiàn)鋁合金與其它母材的低溫釬焊連接[2-4]，但是上述方法存在成本高、污染嚴(yán)重[5]、膜基結(jié)合力不足[3]等問(wèn)題.

近年來(lái)，表面工程技術(shù)發(fā)展迅速，為實(shí)現(xiàn)鋁合金表面金屬層的制備提供了新的策略.李文亞等人[6]和聶海杰等人[7]使用冷噴涂技術(shù)在合金基板表面制備了金屬涂層，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了異質(zhì)材料的釬焊連接.然而，冷噴涂設(shè)備昂貴，且噴涂時(shí)較大的沖擊力不適用于薄板構(gòu)件，實(shí)際應(yīng)用中具有一定的局限性.值得重視的是，高速電弧噴涂技術(shù)因其安全、高效、經(jīng)濟(jì)性顯著等特點(diǎn)[8-10]，在鋁合金表面耐磨、耐腐蝕涂層的制備中被廣泛應(yīng)用，其中多用到Fe，C，Ni，Al，Mg，Mo 等元素[11-13]，而使用電弧噴涂技術(shù)在鋁合金表面制備用于低溫釬焊的Ag 基涂層卻鮮有報(bào)道.

基于上述研究背景，使用電弧噴涂技術(shù)在鋁合金表面制備了Ag 合金涂層.鑒于純Ag 的強(qiáng)度較低、Ag 與Al 之間的反應(yīng)活性較差，而Ni 與Al 之間的冶金反應(yīng)活性強(qiáng)，因此考慮選用Ag-Ni 合金作為低溫釬焊改性涂層材料，Ni-Al 合金作為打底層材料.在鋁合金基板上制備Ag-Ni 單一涂層和Ni-Al/Ag-Ni 復(fù)合涂層，對(duì)比研究了兩種結(jié)構(gòu)涂層的顯微形貌、界面結(jié)合特性及釬焊性能，并分析了涂層及釬焊接頭在拉、剪載荷下的失效機(jī)制.該工藝對(duì)波導(dǎo)器件中微帶電路板與鋁合金殼體間的大面積釬焊連接具有重要的理論指導(dǎo)及工程借鑒價(jià)值.

1 試驗(yàn)方法

使用厚度為5 mm 的5A06 鋁合金作為基板材料.電弧噴涂絲材使用Ni-5%Al(簡(jiǎn)稱Ni-5Al)和Ag-15%Ni(簡(jiǎn)稱Ag-15Ni)合金絲，直徑均為2 mm.選用T2 紫銅和Sn-37Pb 共晶釬料作為涂層釬焊試驗(yàn)的母材和釬料.

涂層制備前先對(duì)基板進(jìn)行預(yù)處理.使用線切割機(jī)將5 mm 厚的5A06 鋁合金基板裁制出直徑5 和25 mm 兩種尺寸的試件，隨后將試件放入無(wú)水乙醇中超聲清洗5 min，吹干后進(jìn)行噴砂粗化以凈化表面并增大涂層與基板結(jié)合面積.將粗化后的試件預(yù)熱至80 ℃，隨后使用武漢理工大學(xué)自研的高速電弧噴涂機(jī)制備涂層.預(yù)熱完成后，使用武漢理工大學(xué)自研的高速電弧噴涂機(jī)制備涂層.噴涂參數(shù)如表1 所示，其中電壓確保正常引弧，電流確定送絲速度[14]，再結(jié)合噴槍移動(dòng)速度和噴槍口到工件距離來(lái)控制所需涂層的質(zhì)量及厚度.電弧噴涂中使用的壓縮氣體為純N2，以盡量避免涂層的氧化.所制備的Ag-15Ni 單一涂層和Ni-5Al/Ag-15Ni 復(fù)合涂層厚度均為80 μm.

表1 涂層的制備參數(shù)Table 1 Preparation parameters of the coatings

試驗(yàn)中使用Sn-37Pb 焊膏將帶有涂層的鋁合金試件與T2 紫銅試件進(jìn)行低溫釬焊連接，試件直徑均為5 mm.釬焊試驗(yàn)在深圳科晶GSL-1100X 型真空管式爐內(nèi)進(jìn)行，試件上方依靠螺栓提供1 250 N的正壓力.釬焊時(shí)以5 ℃/min 的速度升溫至130 ℃保溫30 min，再以3 ℃/min 的速度升溫至220 ℃保溫8 min，隨后隨爐冷卻，待爐溫降至100 ℃時(shí)取出樣件完成釬焊工藝.

采用JSM-7500F 型掃描電子顯微鏡(scanning electron microscope,SEM)和JXA-8230 型電子探針顯微分析儀(electron probe micro analyzer,EPMA)觀察涂層和釬焊接頭的橫截面顯微結(jié)構(gòu)，并使用INCA X-Act 型能譜儀(energy dispersive spectroscopy,EDS)和D8 Advance 型X 射線衍射分析儀(X-ray diffraction,XRD)進(jìn)行物相分析.參照GB/T 8642—2002《熱噴涂 抗拉結(jié)合強(qiáng)度的測(cè)定》，利用E-7 高溫結(jié)構(gòu)膠將帶有涂層的鋁合金試件的正、反兩面分別與不銹鋼柱粘接在一起，并使用REGER-100 型萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)測(cè)試涂層的結(jié)合強(qiáng)度，試件直徑均為25 mm；按照GB/T 11363—2008《釬焊接頭強(qiáng)度試驗(yàn)方法》使用WCW-100型萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)測(cè)試涂層釬焊接頭的抗剪強(qiáng)度.所有強(qiáng)度測(cè)試中，夾具雙向拉伸速率均為1 mm/min，測(cè)試結(jié)果均取3 個(gè)樣品的平均值.

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 涂層的形貌及組成成分

圖1 為Ag-15Ni 涂層的宏觀及微觀形貌.從圖1a 可以看出，Ag-15Ni 涂層表面一致性高，存在一定的粗糙度，有利于熔融釬料在涂層表面的潤(rùn)濕鋪展.從圖1b 可以看出，涂層整體均勻致密、無(wú)明顯分層現(xiàn)象，主要由白色相、少量球狀和條狀的淺灰色相以及少量孔隙組成.表2 為圖1b 中Ag-15Ni涂層標(biāo)記區(qū)域的能譜結(jié)果.涂層中淺灰色相為富Ni 相(點(diǎn)1)，白色相為富Ag 相(點(diǎn)2).因?yàn)锳g 與Ni 具有極差的固溶度，Ag-Ni 合金相難以發(fā)現(xiàn).從圖2 的XRD 結(jié)果同樣證明，Ag-15Ni 涂層的成分主要是Ni，Ag 單質(zhì)，未檢測(cè)到其它合金相及氧化物.圖3 為圖1b 中Ag-15Ni 涂層與基板界面處元素線掃描結(jié)果，界面處未發(fā)現(xiàn)O 元素含量的波動(dòng)，可知該處沒有裂紋和夾雜，界面結(jié)合良好；界面處未發(fā)現(xiàn)Ni，Ag 元素含量的梯度變化，說(shuō)明未發(fā)生元素?cái)U(kuò)散現(xiàn)象.

圖1 Ag-15Ni 涂層形貌Fig.1 Morphology of the Ag-15Ni coating.(a) macroscopic morphology;(b) micromorphology

圖2 Ag-15Ni 涂層表面XRD 衍射圖譜Fig.2 XRD diffraction pattern of the Ag-15Ni coating layer surface

圖3 Ag-15Ni 涂層與鋁基板界面處的元素線分布Fig.3 Elemental line distribution image at the interface between Ag-15Ni coating layer and Al substrate

低溫釬焊時(shí)因Ag 與Sn 之間的反應(yīng)速度快，銀層易被完全消耗引起反潤(rùn)濕現(xiàn)象并造成界面剝離.此外，實(shí)際應(yīng)用中因Ag 與Al 的電位相差較大，在惡劣環(huán)境中易于界面處發(fā)生電化學(xué)腐蝕失效[15].因此，有必要添加過(guò)渡涂層來(lái)避免上述問(wèn)題.考慮到Ni/Al 之間界面能較低、易形成冶金結(jié)合，且Ni-Al 合金涂層對(duì)鋁基底的附著力好[16]，故選用了Ni-5Al 合金作為過(guò)渡涂層.

圖4 為Ni-5Al 涂層的宏觀及微觀形貌.從圖4a 可以看出，涂層表面一致性高，存在一定的粗糙度，有利于Ag-15Ni 涂層在其表面的涂敷，使涂層和基板結(jié)合更為緊密.從圖4b 可看出，微觀上Ni-5Al 涂層結(jié)構(gòu)致密、組分單一，主要由白色相和少量深灰色相組成.表3 為圖4b 中Ni-5Al 涂層標(biāo)記區(qū)域的能譜分析結(jié)果.涂層中的深灰色相(點(diǎn)1)包含Al，Ni，O 3 種元素，白色相為富Ni 相(點(diǎn)2).圖5 為上述Ni-5Al 涂層的XRD 結(jié)果.涂層主要由Ni，Al 單質(zhì)組成，未檢測(cè)出其它化合物.在電弧噴涂過(guò)程中，Ni-5Al 絲材端部被快速加熱至熔化，部分鋁會(huì)從鎳固溶體中析出.活潑的鋁與熔融的鎳易在空氣中發(fā)生反應(yīng)，可能生成Al2O3，NiO 以及Ni-Al 金屬間化合物.由于在噴涂過(guò)程中使用的壓縮氣為N2，較低的氧含量以及合金中較低的鋁含量使得生成的化合物含量顯著減少.Ni-5Al 涂層的XRD 分析圖譜中未檢測(cè)到化合物的衍射峰.

圖4 Ni-5Al 涂層形貌Fig.4 Morphology of the Ni-5Al coating layer.(a) macroscopic morphology;(b) micromorphology

表3 Ni-5Al 涂層內(nèi)部局部位置的元素含量(原子分?jǐn)?shù),%)Table 3 Elemental compositions in local positions inside the Ni-5Al coating layer

圖5 Ni-5Al 涂層表面XRD 衍射圖譜Fig.5 XRD diffraction pattern of the Ni-5Al coating layer surface

圖6 為圖4b 中Ni-5Al 涂層與鋁基板界面處的元素線掃描結(jié)果.從圖6 可以看出，界面處未發(fā)現(xiàn)O 元素含量的明顯波動(dòng)，說(shuō)明涂層與基體結(jié)合緊密，界面沒有裂紋和夾雜形成.此外，界面處的Ni，Al 元素含量存在一定的梯度變化，這意味著Ni-5Al 涂層與鋁基板間發(fā)生了元素?cái)U(kuò)散.

圖6 Ni-5Al 涂層與鋁基板界面處的元素線掃描結(jié)果Fig.6 Element line scanning results at the interface between Ni-5Al coating layer and Al substrate

Wang 等人[17]在6 061-T6 鋁合金表面制備了Ni-5%Al/Ni-20%Al(質(zhì)量分?jǐn)?shù))復(fù)合涂層，在厚度約為200 μm 的Ni-5Al 打底層中檢測(cè)到NiAl 和Al2O3相，這兩種相的生成均會(huì)釋放大量的熱.因此當(dāng)熔融液滴顆粒到達(dá)鋁基板表面時(shí)熱量損失減少，基板與涂層之間發(fā)生了微冶金結(jié)合.在Wang等人[18]的另一研究中，通過(guò)對(duì)Ni-5%Al/Ni-20%Al(質(zhì)量分?jǐn)?shù))復(fù)合涂層進(jìn)行不同程度的熱處理，實(shí)現(xiàn)了Ni-5%Al(質(zhì)量分?jǐn)?shù))打底層與鋁基板間界面冶金反應(yīng)層的生長(zhǎng)，有效增強(qiáng)了涂層與基板的結(jié)合強(qiáng)度(達(dá)到了55.6 MPa).因此，研究中制備的Ni-5Al 涂層內(nèi)深灰色相的存在以及涂層與基板界面處元素的梯度變化可以說(shuō)明，Ni-5Al 涂層與鋁基板間存在局部冶金結(jié)合.

圖7 為Ni-5Al/Ag-15Ni 復(fù)合涂層的截面顯微形貌.從圖7 可以看出，引入Ni-5Al 打底層后依然可以獲得高質(zhì)量涂層.復(fù)合涂層整體厚度均勻、致密度高，涂層與涂層、涂層與基板間均實(shí)現(xiàn)了緊密結(jié)合.為了探究涂層的結(jié)合情況，試驗(yàn)中對(duì)Ni-5Al/Ag-15Ni 涂層內(nèi)部的元素含量進(jìn)行了分析，結(jié)果如表4 所示.Ag-15Ni 涂層中靠近Ni-5Al/Ag-15Ni 界面的部位(點(diǎn)1)相比中間部位(點(diǎn)2)具有更高的Ni 元素含量.圖8 為圖7b 中Ni-5Al 涂層與Ag-15Ni 涂層界面處的線掃描結(jié)果.兩種涂層界面處Ni，Ag 元素含量均存在明顯的梯度變化，且未發(fā)現(xiàn)O 元素含量的波動(dòng).這說(shuō)明界面處沒有裂紋和夾雜存在，兩種涂層結(jié)合緊密，發(fā)生了元素?cái)U(kuò)散.

圖7 Ni-5Al/Ag-15Ni 復(fù)合涂層形貌Fig.7 Micromorphology of Ni-5Al/Ag-15Ni composite coating layer

表4 Ni-5Al/Ag-15Ni 復(fù)合涂層內(nèi)部局部位置的元素含量(原子分?jǐn)?shù),%)Table 4 Elemental compositions in local positions inside the Ni-5Al/Ag-15Ni composite coating layer

圖8 Ni-5Al/Ag-15Ni 復(fù)合涂層與鋁基板界面處元素線掃描結(jié)果Fig.8 Element line scanning results at the interface between Ni-5Al/Ag-15Ni composite coating layer and Al substrate

2.2 涂層的結(jié)合強(qiáng)度及結(jié)合機(jī)制

Ag-15Ni 單一涂層和Ni-5Al/Ag-15Ni 復(fù)合涂層在涂層與基板、涂層與涂層的界面處沒有發(fā)現(xiàn)裂紋等缺陷，具有良好的結(jié)合效果.在實(shí)際應(yīng)用中，結(jié)合強(qiáng)度是涂層質(zhì)量的一個(gè)重要評(píng)價(jià)指標(biāo).為了驗(yàn)證涂層的可靠性，使用粘接拉伸法進(jìn)行了涂層結(jié)合強(qiáng)度測(cè)試，結(jié)果如圖9 所示.從圖9 可以看出，Ni-5Al/Ag-15Ni 復(fù)合涂層的結(jié)合強(qiáng)度為42 MPa，而Ag-15Ni 單一涂層的結(jié)合強(qiáng)度為40 MPa，前者具有較佳的結(jié)合性能.為了探究?jī)煞N涂層結(jié)合強(qiáng)度出現(xiàn)差異的原因，試驗(yàn)中分別觀察了涂層/基體界面以及涂層拉伸斷口的顯微形貌.

圖9 兩種涂層的結(jié)合強(qiáng)度Fig.9 Bonding strength of the two coating layers

圖10 為不同涂層界面處SEM 形貌.圖11 為涂層拉伸斷口形貌.圖10a 為Ag-15Ni 涂層與鋁基板界面處SEM 圖.從圖10a 可知，界面結(jié)合緊密，界線清晰，未發(fā)現(xiàn)明顯的擴(kuò)散層.從圖11a 可知，Ag-15Ni 單一涂層拉伸斷裂時(shí)發(fā)生涂層的大面積脫落，僅在鋁基板邊緣出現(xiàn)局部殘留.這說(shuō)明Ag-15Ni 涂層與鋁基板之間沒有發(fā)生冶金結(jié)合，連接方式為單一的機(jī)械咬合.圖10b 和圖10c 分別為Ni-5Al 涂層與鋁基板、Ni-5Al 過(guò)渡層與Ag-15Ni 涂層界面處的SEM 圖.從圖10b 和圖10c 可知，涂層與基體、涂層與涂層之間均實(shí)現(xiàn)了良好的界面結(jié)合，且界面附近存在明暗梯度變化；特別地，在圖10c 所示的Ni-5Al 過(guò)渡層與Ag-15Ni 涂層界面處可以明顯觀察到一層淺灰色的擴(kuò)散層，說(shuō)明了界面處元素?cái)U(kuò)散現(xiàn)象的發(fā)生.從圖11b 可知，復(fù)合涂層拉伸斷裂時(shí)表現(xiàn)為Ag-15Ni 涂層的脫落.與Ag-15Ni 單一涂層不同的是，復(fù)合涂層中脫落的Ag-15Ni 涂層是不完整、非連續(xù)的，斷裂時(shí)伴隨少量Ni-5Al 過(guò)渡層的剝離.這種剝離方式說(shuō)明復(fù)合涂層中Ni-5Al 過(guò)渡層與鋁基板、Ni-5Al 過(guò)渡層與Ag-15Ni 涂層之間局部存在因冶金結(jié)合而導(dǎo)致的粘連現(xiàn)象.因此，復(fù)合涂層的連接方式為機(jī)械咬合伴隨局部冶金結(jié)合，這也是其結(jié)合強(qiáng)度比Ag-15Ni 單一涂層更高的原因.

圖10 不同涂層界面處SEM 圖Fig.10 SEM images of the coating layer interfaces.(a) Ag-15Ni/Al substrate;(b) Ni-5Al/Al substrate;(c) Ni-5Al/Ag-15Ni

圖11 涂層的斷口形貌Fig.11 Fracture morphology of the coating layers.(a)Ag-15Ni single coating layer;(b) Ni-5Al/Ag-15Ni composite coating layer

2.3 涂層的低溫釬焊行為

試驗(yàn)中使用Sn-37Pb 焊膏將兩種涂層與T2 紫銅間進(jìn)行了低溫釬焊連接，接頭的截面形貌如圖12 所示.由圖12 可知，兩種涂層與T2 紫銅間的釬焊效果良好，接頭中無(wú)明顯裂紋與孔洞發(fā)現(xiàn).表5為圖12 中不同涂層釬焊接頭內(nèi)標(biāo)記區(qū)域的能譜結(jié)果.結(jié)合能譜結(jié)果及已有研究可知[19]，在Ag-15Ni涂層與Sn-37Pb 釬料界面處(點(diǎn)1 和點(diǎn)3)，以及在Ag-15Ni 涂層內(nèi)部均發(fā)現(xiàn)了Ag3Sn 相的生成(點(diǎn)4).T2 紫銅中的Cu 元素已擴(kuò)散至Ag-15Ni 涂層內(nèi)部，并在其中形成了(Cu,Ni)6Sn5相(點(diǎn)2).特別地，在Ag-15Ni 涂層中形成了一些白色區(qū)域(點(diǎn)5)，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行EDS 分析發(fā)現(xiàn)，這些區(qū)域?yàn)镾n-Pb 過(guò)共晶合金.上述結(jié)果表明，Ag-15Ni 涂層特殊的顯微結(jié)構(gòu)以及Ag-Sn 之間較強(qiáng)的反應(yīng)活性，使得熔融Sn-37Pb 釬料能與Ag-15Ni 涂層充分反應(yīng)并滲入其間，展現(xiàn)出了優(yōu)良的焊接性.

圖12 不同涂層釬焊接頭的截面顯微圖Fig.12 Cross-section micrographs of the soldered joints with different coating layers.(a) Ag-15Ni single coating layer;(b) Ni-5Al/Ag-15Ni composite coating layer

表5 不同涂層釬焊接頭中局部位置的元素含量(原子分?jǐn)?shù)，%)Table 5 Elemental compositions in local positions inside the soldered joints with different coating layer

為了對(duì)比兩種涂層與T2 紫銅釬焊接頭的連接性能，分別測(cè)試了兩種釬焊接頭的抗剪強(qiáng)度，結(jié)果如圖13 所示.從圖13 可知，Ag-15Ni 單一涂層釬焊接頭的抗剪強(qiáng)度為26 MPa，而Ni-5Al/Ag-15Ni復(fù)合涂層釬焊接頭的抗剪強(qiáng)度為31 MPa，后者較前者高出5 MPa.圖14 為兩種涂層與T2 紫銅釬焊接頭的斷口截面形貌.由于涂層與Sn-37Pb 釬料界面處存在大量Ag3Sn 脆性相，所以兩種釬焊接頭的失效位置均主要發(fā)生在Ag-15Ni 涂層與Sn-37Pb釬料的界面處，并伴隨局部Ag-15Ni 涂層與基材界面(圖14a)或打底層界面(圖14b)的撕裂剝離.雖然兩種接頭的失效方式相似，但是抗剪強(qiáng)度卻有一定差異，其原因可能與熔融Sn-37Pb 釬料滲入Ag-15Ni涂層中改變了涂層的應(yīng)力狀態(tài)有關(guān).

圖13 不同涂層釬焊接頭的抗剪強(qiáng)度Fig.13 Shear strength of soldered joints with different coating layers

圖14 不同涂層釬焊接頭剪切斷口截面形貌Fig.14 Cross-section images of shearing failed joints with different coating layers.(a) Ag-15Ni single coating layer;(b) Ni-5Al/Ag-15Ni composite coating layers

在電弧噴涂過(guò)程中，熔融金屬顆?？焖?zèng)_擊異質(zhì)基材表面并迅速凝固必然會(huì)在涂層中產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力.低溫釬焊時(shí)，熔融Sn-37Pb 釬料與Ag-15Ni 涂層間的充分反應(yīng)會(huì)改變Ag-15Ni 涂層中的應(yīng)力狀態(tài).對(duì)于Ag-15Ni 單一涂層而言，其與鋁基板的連接方式為機(jī)械咬合，當(dāng)涂層內(nèi)部的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，涂層與基材間的結(jié)合力會(huì)有所弱化，甚至出現(xiàn)反潤(rùn)濕現(xiàn)象，從而降低釬焊接頭的剪切能力；而對(duì)于復(fù)合涂層而言，Ag-15Ni 涂層與Ni-5Al 過(guò)渡層間形成了局部冶金結(jié)合，并且熔融Sn 基釬料在Ni 合金表面具有一定的潤(rùn)濕性.因此，Sn-37Pb 釬料與Ag-15Ni 涂層間的充分反應(yīng)不會(huì)過(guò)度影響涂層與基材間的界面結(jié)合強(qiáng)度，最終體現(xiàn)在Ni-5Al/Ag-15Ni 復(fù)合涂層釬焊接頭相比Ag-15Ni單一涂層釬焊接頭具有更高的抗剪強(qiáng)度.

3 結(jié)論

(1) 使用電弧噴涂技術(shù)可以有效解決鋁合金殼體與微帶電路板之間大面積低溫釬焊連接中存在的鋁合金表面潤(rùn)濕性差的問(wèn)題.在5A06 鋁合金表面所制備的Ag-15Ni 單一涂層和Ni-5Al/Ag-15Ni復(fù)合涂層厚度均為80 μm，兩種涂層致密、均勻，與基材間實(shí)現(xiàn)了緊密結(jié)合.

(2) Ag-15Ni 單一涂層與鋁基板間的連接方式為機(jī)械咬合，平均結(jié)合強(qiáng)度為40 MPa；復(fù)合涂層中Ni-5Al 過(guò)渡層與鋁基板、Ag-15Ni 涂層間的連接方式為機(jī)械咬合伴隨局部微冶金結(jié)合，平均結(jié)合強(qiáng)度為42 MPa.Ni-5Al 過(guò)渡層的添加使復(fù)合涂層獲得了更加優(yōu)異的抗拉能力.

(3) 使用Sn-37Pb 釬料實(shí)現(xiàn)了兩種涂層與T2 紫銅間的低溫釬焊連接.Ag-15Ni 單一涂層釬焊接頭的抗剪強(qiáng)度為26 MPa，而Ni-5Al/Ag-15Ni 復(fù)合涂層釬焊接頭的抗剪強(qiáng)度為31 MPa，強(qiáng)度的差異歸因于釬料與Ag-15Ni 涂層間的充分反應(yīng)改變了涂層與基材間的應(yīng)力狀態(tài).