壓力條件下固-液復(fù)合法制備銅-鋁（鋅）層狀復(fù)合材料研究.pdf

1、隨著銅資源日益短缺，銅價(jià)居高不下，開發(fā)新材料來代替銅材已成為必然趨勢。我國鋁、鋅資源非常豐富，價(jià)格都低于銅。銅/鋁（鋅）層狀復(fù)合材料兼具銅和鋁（鋅）的優(yōu)點(diǎn)，綜合性能良好。目前制備的層狀復(fù)合材料其冶金結(jié)合不是十分理想，而且生產(chǎn)成本較高。如何實(shí)現(xiàn)銅與鋁（鋅）之間可靠而又經(jīng)濟(jì)的復(fù)合，成為亟待解決的問題。就性能和價(jià)格比而言，固-液復(fù)合法制備層狀復(fù)合材料具有明顯的優(yōu)勢。本文在加壓條件下，采用固-液復(fù)合法制備了銅/鋁（鋅）層狀復(fù)合材料，利用電子拉伸

2、試驗(yàn)機(jī)、顯微硬度計(jì)等性能測試手段，以及掃描電鏡(SEM)、能譜儀(EDS)、高分辨透射電鏡(TEM)、X射線分析儀(XRD)等微觀分析手段對復(fù)合界面的結(jié)合性能和組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，討論了澆注溫度對界面層厚度、抗拉強(qiáng)度、界面層組織結(jié)構(gòu)的影響，并探討了界面層硬度分布特征、組織結(jié)構(gòu)特征、拉伸斷裂原因等。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴采用壓力條件下固-液復(fù)合法可以制備出冶金結(jié)合良好的銅/鋁（鋅）層狀復(fù)合材料。⑵在銅-鋁復(fù)合時(shí)，鋁液澆注溫度對

3、冶金結(jié)合界面層的形成、界面層的厚度以及界面層結(jié)合強(qiáng)度產(chǎn)生顯著影響：當(dāng)鋁液澆注溫度較低時(shí)，冶金結(jié)合界面層未見形成，界面抗拉強(qiáng)度較低；當(dāng)鋁液澆注溫度達(dá)到720℃時(shí)，冶金結(jié)合界面層開始形成，此時(shí)界面抗拉強(qiáng)度最高，達(dá)到40.07MPa；隨著鋁液澆注溫度的繼續(xù)升高，界面層厚度增加，同時(shí)界面抗拉強(qiáng)度下降。⑶在銅-鋁復(fù)合時(shí)，冶金結(jié)合界面層呈現(xiàn)以下特征：沿著鋁基體到銅基體的方向，界面層內(nèi)層逐漸減薄，新相生成的先后順序依次為共晶組織α-Al+CuAl2、

4、CuAl2、CuAl等；界面層硬度顯著高于兩側(cè)基體硬度，界面層不同部位硬度不同，界面層內(nèi)部靠近銅基體的區(qū)域硬度最大，最高達(dá)240HV；拉伸斷口表面含有大量的 CuAl2相，斷裂主要發(fā)生在界面層內(nèi)生成CuAl2的層，脆性相CuAl2是造成材料斷裂主要原因之一。⑷在銅-鋅復(fù)合時(shí)：鋅液澆注溫度對冶金結(jié)合界面層的形成、界面層的厚度以及界面層結(jié)合強(qiáng)度等產(chǎn)生顯著影響：當(dāng)鋅液澆注溫度為420℃時(shí)，銅/鋅冶金結(jié)合界面層開始形成，此時(shí)界面層厚度約為8μm