異步軋制法制備銅-鋁復(fù)合板的研究.pdf

1、銅/鋁復(fù)合板兼具銅材導(dǎo)電、導(dǎo)熱率高、強(qiáng)度高和鋁材質(zhì)輕、耐腐蝕、成本低等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于具有輕量化、經(jīng)濟(jì)化、高性能化發(fā)展趨勢(shì)的航空航天、車輛裝備、電力電器及日用品等行業(yè)，是一種極具發(fā)展前景的層狀金屬?gòu)?fù)合材料。
　　本文在國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(No.50971038)和中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)項(xiàng)目(No.100402003)的資助下，開(kāi)展了異步軋制法制備銅/鋁復(fù)合板的系統(tǒng)研究。論文在總結(jié)層狀金屬?gòu)?fù)合界面研究的基礎(chǔ)上，提出了采用異步軋制

2、復(fù)合及低溫退火技術(shù)制備銅/鋁復(fù)合板的工藝方案。通過(guò)對(duì)軋制復(fù)合變形區(qū)進(jìn)行力學(xué)狀態(tài)分析，制定了異步軋制復(fù)合工藝;研究了異步速比及退火制度等對(duì)復(fù)合板界面組織與性能的影響;分析了異步軋制對(duì)復(fù)合板的界面結(jié)合臨界壓下率及組元厚度比的影響;并探討了軋制復(fù)合界面結(jié)合機(jī)理及界面金屬間化合物層生長(zhǎng)過(guò)程，得出如下主要結(jié)論:
　　1)異步軋制特有的搓軋變形區(qū)使得金屬組元間產(chǎn)生摩擦剪切應(yīng)力，加速金屬表層破裂，促進(jìn)復(fù)合基體的新鮮金屬接觸并形成物理結(jié)合。同時(shí)，

3、界面區(qū)域生成大量變形熱，降低了原子的能量勢(shì)壘，促進(jìn)界面元素?cái)U(kuò)散。
　　2)軋制復(fù)合過(guò)程中，當(dāng)鋁與快速輥接觸時(shí)，鋁在軋制方向的塑性流動(dòng)增強(qiáng)，造成銅、鋁組元在界面區(qū)變形不一致，軋制后界面結(jié)合易因附加應(yīng)力作用而破壞;銅與快速輥接觸可提高銅的變形程度，縮小銅、鋁組元的變形差異，可促進(jìn)復(fù)合過(guò)程的協(xié)調(diào)變形。
　　3)異步速比越大，搓軋區(qū)產(chǎn)生的剪切應(yīng)力越大，可顯著提高復(fù)合界面的物理結(jié)合強(qiáng)度，并使復(fù)合板的銅/鋁厚度比及軋制復(fù)合的臨界壓下率降

4、低。壓下率越大，金屬塑性流動(dòng)越劇烈，基體金屬表層裂口增多，復(fù)合板界面初結(jié)合強(qiáng)度提高。
　　4)退火熱處理對(duì)復(fù)合界面區(qū)域的擴(kuò)散與相變行為影響顯著。退火溫度在350℃以上時(shí)，界面層厚度快速增長(zhǎng)，界面區(qū)域先后生成金屬間化合物CuAl2、 Cu9Al4和CuAl。退火溫度超過(guò)450℃時(shí)，界面層厚度達(dá)到8μm，復(fù)合板界面強(qiáng)度下降。綜合考慮復(fù)合板組織與性能要求，本文確定的銅/鋁復(fù)合板最佳退火熱處理制度為400℃保溫20min。
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