銅-鋁-銅復(fù)合箔的制備及其界面行為.pdf

1、隨著世界能源危機(jī)的不斷增加，降低能源消耗已成為各國(guó)工業(yè)化發(fā)展首要考慮的問(wèn)題。銅/鋁復(fù)合材料作為一種新型復(fù)合材料，因其具有優(yōu)良的綜合性能，被廣泛地應(yīng)用于電器、電力、電子、機(jī)械以及能源等行業(yè)。
　　本文利用冷軋和溫軋兩種方法制備不同合金成分的銅/鋁/銅復(fù)合箔材，對(duì)雙金屬界面協(xié)調(diào)變形規(guī)律進(jìn)行研究，探討冷軋和溫軋及微合金元素對(duì)界面結(jié)合形態(tài)的影響。另外，在不同退火制度下，對(duì)界面形貌處、界面組織結(jié)構(gòu)、金屬間化合物生成及其生長(zhǎng)規(guī)律和界面處Cu、

2、Al組元的擴(kuò)散行為進(jìn)行分析;為制備界面平直、結(jié)合強(qiáng)度優(yōu)良的復(fù)合箔提供理論研究和技術(shù)應(yīng)用的參考。通過(guò)金相顯微組織觀察、掃面電鏡分析和XRD分析等檢測(cè)手段，硬度等力學(xué)性能的測(cè)試對(duì)微合金化后的銅-鋁復(fù)合箔界面形態(tài)和界面行為進(jìn)行研究，得到以下主要結(jié)論:
　　1.欲獲得平直界面的銅鋁復(fù)合板，必須保證雙金屬的協(xié)調(diào)變形。保證其協(xié)調(diào)變形主要靠雙金屬的相近的塑形變形程度和強(qiáng)度。當(dāng)雙金屬具有相近的塑形變形程度，但是強(qiáng)度差異最大時(shí)，銅鋁界面平直度仍然很

3、差;當(dāng)雙金屬塑形變形程度相差較大，但是強(qiáng)度差異較小，仍然可以實(shí)現(xiàn)銅鋁界面平直;由此可見(jiàn)，獲得平直復(fù)合界面的關(guān)鍵是雙金屬的強(qiáng)度是否接近，Cu層和Al層相對(duì)硬度差對(duì)變形的協(xié)調(diào)性起到?jīng)Q定作用。
　　2.具有平直界面的銅鋁復(fù)合板是保證獲得平直界面的銅鋁復(fù)合箔的必要條件。界面彎曲的銅鋁復(fù)合板，在后續(xù)進(jìn)一步的變形中，銅鋁不能進(jìn)一步協(xié)調(diào)變形，復(fù)合箔銅層發(fā)生斷裂;界面平直的銅鋁復(fù)合板，在進(jìn)一步軋制變形中，銅鋁協(xié)調(diào)變形，獲得質(zhì)量良好的銅鋁復(fù)合箔。<

4、br>　　3.由于加熱提高了金屬原子的活性，有利于銅鋁雙金屬?gòu)?fù)合，因此在壓下量較小的情況下，仍然可以實(shí)現(xiàn)銅鋁金屬的良好結(jié)合。同時(shí)，由于壓下量的減小，更容易獲得銅鋁板的平直界面，為進(jìn)一步變形獲得良好的銅鋁復(fù)合箔奠定基礎(chǔ)。
　　4.退火溫度和退火時(shí)間對(duì)中間相的產(chǎn)生有很強(qiáng)的影響，在退火溫度為200℃時(shí)，界面主要以鋁基固溶體和銅基固體組成;退火溫度為300℃時(shí)，保溫0.5h后界面便出現(xiàn)具有雙層結(jié)構(gòu)的金屬化合物，隨著保溫時(shí)間的增加金屬化合物

5、的層數(shù)未發(fā)生明顯變化;退火溫度為400℃時(shí)，保溫1h時(shí)界面由明顯的三層結(jié)構(gòu)組成，依次為Cu9A14、CuAl、CuAl2，隨著保溫時(shí)間的繼續(xù)增加中間相的厚度明顯增加但仍然是三層結(jié)構(gòu)。
　　5.在低溫長(zhǎng)時(shí)間退火下，Cu/Al復(fù)合箔界面金屬化合物的生長(zhǎng)過(guò)程為:孕育期→界面高缺陷區(qū)域新相(Cu9Al4)形核、橫向生長(zhǎng)→第二相(CuAl2)及第三相(CuAl)金屬化合物在分別在第一相(Cu9Al4)、第一相(Cu9Al4)和第二相中間形核