基于扩散控制的铜/铝界面形态对复合板性能影响规律的研究

来源 :东北大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:ceng0606
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复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学方法,在宏观上组成具有新性能的材料,各种材料在性能上发挥各自的优势,产生协同效应,使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。随着技术与经济的迅速发展,人们对复合材料的性能要求不断提高,因此制备具有多功能的复合材料具有重要的意义。本文通过冷轧复合方法制备了铜/铝锌、铜/铝硅复合板,分析总结了不同轧制工艺、热处理温度和合金元素的含量对界面组织、扩散行为以及复合板的力学性能、电学性能影响,得出以下结论:1.在铜/铝冷轧复合过程中,较大的轧制压下率有利于接触表面氧化膜的破裂和基体中新鲜金属的暴露,提高复合界面的结合强度,为热处理过程中的元素扩散创造条件,但对复合板的电导率有不利的影响。2.较大的异步速比带来更多的剪切变形和变形热,增大了轧件的塑性流动速率,可显著提高界面的平滑程度,有利于提高复合界面的结合强度。3.在轧后热处理过程中,复合界面逐渐由物理结合过渡到冶金结合。当退火温度不高于300℃时,有助于增大界面结合强度;当退火温度超过300℃时,扩散层厚度随着热处理温度的升高呈现明显的增长趋势,生成多种铜铝金属化合物,这些金属化合物硬度较高、呈脆性,降低了界面的结合强度,使复合板导电性变差。4.在铝基板中添加锌元素,能够促进界面元素的扩散,有助于界面达到冶金结合,对复合板界面的结合强度具有有利影响,当退火温度超过300℃以上,大量金属化合物的生成降低了界面的结合强度,同时使铜铝复合板的导电性能变差;在铝基板中添加硅元素,能够起到抑制界面处元素扩散的作用,但这种抑制作用随着退火温度的升高而逐渐减弱,较高的硅含量对界面结合强度和和复合板的导电性能有不利的影响。
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