集束拉拔技術(shù)制備Ag(Cu)基金屬復(fù)合材料的研究.pdf

1、本文采用集束拉拔制備技術(shù)設(shè)計(jì)、制備了兩種銀基金屬復(fù)合材料:Ag-Sn復(fù)合材料、Ag-Zn復(fù)合材料;及一種銅基金屬復(fù)合材料:Cu-Nb微觀復(fù)合材料。通過在室溫和77 K拉伸實(shí)驗(yàn)等手段測試了復(fù)合材料的典型應(yīng)力應(yīng)變曲線、抗拉強(qiáng)度等力學(xué)性能，通過金相、掃描電鏡、X射線衍射等表征手段分析了材料微觀組織結(jié)構(gòu)和相組成，并系統(tǒng)研究了熱處理?xiàng)l件對Cu-Nb微觀復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性的影響。
　　研究結(jié)果表明，Ag-Sn復(fù)合材料在旋鍛、拉拔過程中，變形均

2、勻，芯絲排列規(guī)則，與加工起始階段的芯棒排列模式基本一致。但是隨著復(fù)合次數(shù)的增多，內(nèi)部單根芯絲的截面形狀發(fā)生較大變化，芯絲邊緣有刺狀突起，這主要是由于不同晶體的協(xié)調(diào)變形導(dǎo)致。Ag-Sn多芯復(fù)合線的抗拉強(qiáng)度隨著材料加工真應(yīng)變的增大而逐漸增大，當(dāng)尺寸為Φ1.0 mm時(shí)，抗拉強(qiáng)度值可達(dá)280 MPa。復(fù)合材料的電阻率隨材料加工真應(yīng)變η增加而略有提升。
　　Ag-Zn復(fù)合材料擴(kuò)散行為的研究結(jié)果證實(shí)Ag-Zn復(fù)合材料中的擴(kuò)散是兩種金屬元素的互

3、擴(kuò)散，高原子序數(shù)金屬Ag更容易擴(kuò)散進(jìn)入低原子序數(shù)金屬Zn中。XRD和EDS結(jié)果顯示，兩種金屬元素?cái)U(kuò)散形成的界面相主要是體心立方結(jié)構(gòu)的ξ-AgZn和密排六方結(jié)構(gòu)的ε-AgZn3。
　　Cu-Nb微觀復(fù)合材料是一種典型的高強(qiáng)高導(dǎo)微觀復(fù)合材料，本文研究了Cu-Nb復(fù)合材料的力學(xué)性能和電學(xué)性能。在5 mm2截面面積的Cu-Nb材料上獲得的室溫抗拉強(qiáng)度達(dá)915 MPa，電導(dǎo)率達(dá)73％ IACS，Cu-Nb材料電阻率隨材料直徑的變化主要是由于

4、材料界面狀態(tài)變化引起。同時(shí)，本文系統(tǒng)研究了Cu-Nb材料在不同溫度下退火的熱穩(wěn)定性。經(jīng)過700℃中間退火的樣品，在后續(xù)拉拔加工至較小的直徑時(shí)，仍可以獲得較高的抗拉強(qiáng)度。經(jīng)過500℃以下短時(shí)間熱處理的樣品，其力學(xué)性能略有下降，但塑性明顯增強(qiáng)。300℃的短時(shí)間熱處理在不明顯降低材料強(qiáng)度的同時(shí)，可大幅提高材料塑性。此外，對于300-600℃熱處理時(shí)材料的電阻率逐漸降低，但在700℃處理時(shí)，電阻率明顯升高。通過對Cu-Nb復(fù)合材料的再結(jié)晶行為進(jìn)