非晶合金最早于1960年由美国教授Duwez教授使用快淬工艺制备,经过二十多年的发展,上世纪八十年代末得到第二代非晶合金,显著提高了BMGs的尺寸,因此又被称为块体非晶合金(BMGs)。Zr55Cu30Al10Ni5被称为Inoue合金,展现出了优异的力学性能,已经被广泛应用于实际工业生产和科学研究。大块非晶合金[5]的优良性能主要体现在强度、硬度、耐腐蚀性和软磁性等方面,并且金属玻璃还是目前发现的最适合纳米加工的材料之一[1]。但是,块状金属玻璃在实际应用中难以直接制备出较大尺寸或特定的结构。因此通过某种方法将同质或者异质非晶合金进行连接,从而实现非晶的大尺寸化和复杂化是十分必要的。目前应用于非晶合金连接的方法有搅拌摩擦焊、爆炸焊、脉冲电流焊等焊接方法。但是以上方法都会造成非晶温度的不可控升高,极有可能造成非晶晶化,丧失非晶原有的优良性能。本课题主要利用Sn熔点普遍低于BMGs玻璃转变温度Tg的特点,最终以Sn与非晶Zr55Cu30Al10Ni5间的相互作用作为重点研究对象,实现Sn在BMGs表面的润湿铺展,并表明Sn与非晶合金的结合情况,扩散层金属间化合物IMCs的成分,给出Sn与Zr55Cu30Al10Ni5相互作用的动理学过程。介于非晶合金Zr55Cu30Al10Ni5表面存在致密氧化膜,严重阻碍Sn在非晶合金表面的润湿。引入超声波辅助Sn在非晶合金表面的铺展,使用超声辅助钎料于基体表面润湿已经应用到了很多成熟领域。并且Sn与非晶合金Zr55Cu30Al10Ni5作用过程包括润湿铺展及缓慢的扩散生长过程。非晶的时间-温度-晶化转变的“TTT”曲线图观察可知不同温度下非晶的晶化转变时间,因此确定了在温度低于玻璃转变温度时,热处理时间的上界限。可以在限定温度下使保证充分的扩散作用的效果。热处理之后对界面形貌及结合情况进行表征,阐述超声辅助去膜的原理及过程,研究中间层厚度与试验参数的关系及扩散层的成分。表明Sn与非晶合金Zr55Cu30Al10Ni5结合的动理学过程。实验表明,使用浓氯离子溶液处理非晶合金表面后,迅速将其放入熔融Sn中,可以完成表面铺展,但此方法时效性差,偶然性较大,且容易引入杂质。引入超声之后,Sn可以在非晶合金表面润湿,延长超声时间,提高超声振幅都可以提高界面结合效果。成分分析结果表面Sn与BMG之间存在中间层,且随着超声后保温时间的延长,中间层的厚度有明显增加。中间层成分为Sn-Zr化合物,但不能得到具体化合物成分。使用Sn-Ag-Cu钎料对表面覆Sn的BMG进行连接,平均剪切拉伸强度在25Mpa左右,剪切断裂发生在Sn/BMG中间层处,虽然强度较低,但与Sn-Pb钎料强度基本相当。为以后应用提供了部分可靠依据。由于Al粉与Zr极易发生反应,380℃超声作用下Al会发生熔化,促进Al与Zr的反应,因此加入活性元素Al可以促进界面处反应层的形成,形成不同的化合物,实验表明相同条件下反应层厚度也比未加入Al时提高很多。而随着Al元素含量的上升,相同的保温时间内反应层的厚度也有显著的提高。