超声辅助下Mg-Zn-Al/Mg钎焊界面行为的分子动力学模拟

作     者：江国龙 周霞 

作者机构：大连理工大学工程力学系工业装备结构分析国家重点实验室 

出 版 物：《金属学报》 (Acta Metallurgica Sinica)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主　　题：超声辅助 镁基钎料 分子动力学模拟 扩散行为 力学性能 

摘      要：为了研究熔融Mg-Zn-Al合金钎焊镁基母材过程中的界面扩散行为及超声辅助下振动参数对钎焊效果的影响规律，构建了Mg-Zn-Al/Mg界面原子模型，采用分子动力学方法在纳米尺度模拟计算了不同温度和超声参数对Mg-Zn-Al/Mg界面扩散行为的影响，讨论了超声辅助对界面力学性能的影响，并对超声辅助Mg-Zn-Al/Mg钎焊界面的温度和应变率响应进行了分析。结果表明：超声辅助的引入使体系扩散系数增大5～10倍，结合层厚度增大2.5～7.6倍，所需钎焊温度也大幅降低；相较于超声振幅，增大超声频率会加快界面趋衡速率，得到厚度更大、分布更均匀的界面结合层；在力学性能方面，振幅0.2 nm频率1000GHz参数下的超声辅助钎焊界面拉伸强度较高温钎焊界面提高11.5%，同时对比多种加载条件下界面力学行为，相较于应变率，钎焊界面力学性能对温度更为敏感，高温条件下，最大拉伸应力的应变率敏感度更高。