非晶合金又称金属玻璃,是性能极为独特的一类金属,由于其原子结构排布处于无序状态,带来了许多区别于传统晶态材料不一样的性质。因而,自上个世纪中叶被发现以来,受到了各国学者的广泛关注。然而半个多世纪以来,尽管各国研究者通过增加冷却速度,添加合金元素等手段不断增加非晶合金的制备尺寸,可是非晶合金的尺寸瓶颈仍未被突破。21世纪以来,各国研究者尝试通过焊接的方式来增大非晶合金尺寸以及加工形状复杂的构件,从而拓展其在相关领域的应用。但由于非晶合金处于亚稳态,焊接加热至一定温度时,将引发其发生玻璃化转变甚至晶化,严重影响非晶合金的性能,因而焊接是制约该种材料获得广泛应用的一个瓶颈问题。超声波辅助钎焊可以在较低温度下实现对较难润湿的母材的焊接,因而成为一种极具潜力的非晶焊接方法。通过超声辅助液态Sn润湿非晶Zr_50.7Cu₂₈Ni₉Al_12.3,发现超声波可促进界面结合的方式由点接触向局部面接触进而向形成扩散结合层转变。这是由于超声波有助于母材及钎料原子在界面处发生溶解扩散作用,进而推动非晶母材在界面处的结构由无序向有序转变。从而使得晶态Sn与非晶合金的结合方式由物理吸附向原子间的结合转变,进而影响到接头的连接强度。研究表明超声作用时间越长,界面处扩散结合层厚度越大、接头强度也越高。通过对断裂界面处进行形貌观察发现,空蚀坑内部往往残余部分钎料,这部分钎料由于与母材结合较为紧密,因此往往从钎料基体上撕裂,因此界面处空蚀作用的强弱直接影响了接头的强度。超声波辅助液态Sn润湿非晶合金的机理是基于空化作用。具体表现为超声周期性的振动引发了钎料内部产生了随机分布的空化泡,空化泡分为两种,一种是稳态空化泡,其往往在几个超声周期内才溃灭;另一种是瞬态空化泡,其在一个超声周期内即完成从产生到溃灭的过程。钎料内部瞬态空化泡的溃灭产生的微射流和能量将对非晶合金表面产生空蚀作用。研究表明,空化作用的强度与体系内的声压分布息息相关,声压绝对值越大,空化作用越强。通过模拟计算发现,一个周期内钎料内部声压呈现正负交替的周期性变化。在钎料槽高度方向,声压的绝对值呈现从钎料槽底部向钎料槽顶部递减趋势。此外振幅、超声频率、母材的浸入深度等因素也将影响体系内的声压大小或分布。