铟银合金密封材料的制备与性能研究

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我国月球探测三期工程的主要科学目标是采集月球表面样品并返回地面,用于开展进一步的科学研究。在月表的特殊环境条件下,月球样品的金属密封是我国科研工作者面临的一项巨大挑战。月球样品密封装置必须能够经受较大的温度变化,密封装置分为两部分,即简体与盖体。密封方式采用刀口挤压密封与钎焊密封相结合的复合式金属密封,即通过盖体密封槽中钎焊金属密封材料,利用简体部刀口挤压密封材料从而对月球样品进行金属密封。本文旨在制备一种符合月球样品密封技术要求的铟基合金密封材料。选取Ag作为铟基合金的添加元素,制备多组不同配比的InAg合金密封材料。对各组试样的力学性能、物理性能、钎焊性等进行了测试与分析,结合月球样品密封技术对密封材料的性能要求,铟基合金中银添加量的最优值为7%。  通过浸润实验,对密封装置基体7075铝合金的钎焊性进行了研究,结果显示铝合金的钎焊性较差,铟基合金难以在密封槽中顺利的铺展、流动。为了改善密封装置钎焊性,实验对其表面镀覆一层金属Ag。实验利用氦质谱检漏仪对InAg7合金密封性进行了测试,实验结果显示InAg7的密封效果良好,符合月球样品密封技术要求。实验利用OM、SEM及EDS等手段对InAg7合金钎焊接头微观组织进行了观察与分析。实验结果表明:钎焊温度越高,保温时间越长,密封材料的流动越好,铺展在密封槽中的效果越好,有助于密封装置的密封。但是,随着钎焊温度、保温时间的不断提高,装置成分向液态钎料扩散越严重,影响了密封材料的组织单一、硬度均匀性。因此,寻求钎焊温度与保温时间的最优值成为课题未来研究重点与走向。
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