CuNiSi合金價電子結構與性能的研究.pdf

1、Cu-Ni-Si合金是一種較典型的時效強化型合金，兼具高強度和高導電的特性，與目前常用的引線框架材料相比沒有磁性，因而成為超大規(guī)模集成電路的理想用材，有著廣泛地應用前景，逐漸成為人們研究的焦點。
　　 本文基于固體與分子經(jīng)驗電子理論(EET 理論)，建立相空間價電子結構的計算模型，計算了純金屬晶體Cu以及合金固溶體Cu-Si、Cu-Ni、Cu-Ni-Si晶胞的價電子結構；著重研究了冷變形和多級時效工藝對Cu-Ni-Si合金的導電

2、性、顯微硬度和微觀組織的影響以及合金元素Ni和Si的添加量對Cu-Ni-Si合金再結晶行為的影響，并利用透射電鏡著重對Cu-Ni-Si合金時效過程中析出的相進行了深入研究。
　　 研究結果表明：純金屬Cu以及合金固溶體Cu-Si、Cu-Ni、Cu-Ni-Si晶胞最強鍵上的共價電子數(shù)分別為0.375968、0.40125、0.42026、0.45722，可見合金元素Ni和Si的溶入，能夠提高純銅晶胞的原子鍵引力，強化銅基體。余氏理

3、論使用能較好地為Cu-Ni-Si合金的成分設計與加工提供理論指導。
　　 時效前的冷變形處理可顯著提高Cu-Ni-Si合金的顯微硬度和導電率，如沒經(jīng)過冷變形的Cu-Ni-Si合金經(jīng)450°C×0.5h時效后，其顯微硬度和導電率分別為218HV和32.1[％]IACS，經(jīng)變形量為80[％]的冷變形的Cu-Ni-Si合金經(jīng)450°C×0.5h時效后，其顯微硬度和導電率分別為242HV和36.9[％]IACS，合金的綜合性能得到明顯的

4、改善。多級組合時效可明顯改善Cu-Ni-Si合金的綜合性能，如合金經(jīng)三級時效后其抗拉強度和導電率分別達到了701MPa和49.3[％]IACS，明顯高于二級時效的633MPa和45.6[％]IACS且比單一的時效工藝的綜合性能高很多。
　　 合金元素Ni和Si的加入量會顯著影響Cu-Ni-Si合金的再結晶行為，合金元素Ni和Si含量越高，再結晶的過程越緩慢，再結晶溫度就越高。
　　 透射電鏡研究表明Cu-Ni-Si合金時