銅鋁復(fù)合帶界面形態(tài)控制研究.pdf

1、復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料，通過物理或化學(xué)的方法，在宏觀上組成具有新性能的材料。近幾年來，人們對層狀金屬復(fù)合材料的性能和穩(wěn)定性要求不斷提高，這就需要精確控制它的單層厚度及厚度比。本文所涉及的0.12mm的銅/鋁/銅超薄復(fù)合帶的軋制工藝已經(jīng)發(fā)展成熟，但對于后續(xù)的熱處理工藝還沒有定量的研究。要獲得高品質(zhì)的復(fù)合帶，就必須在高溫時(shí)能抑制界面化合物的生成，提高銅鋁界面結(jié)合強(qiáng)度。
　　本文將對銅鋁復(fù)合帶高溫時(shí)的界面金屬化合物進(jìn)行

2、系統(tǒng)研究，并找到一些抑制界面化合物生成的方法。首先在箱式電阻爐中對復(fù)合帶進(jìn)行大量的退火實(shí)驗(yàn)，對退火后復(fù)合帶的組織形貌、拉伸性能進(jìn)行觀察與分析，得出最佳熱處理工藝參數(shù);再在真空磁場加熱爐中對復(fù)合帶施加不同強(qiáng)度的磁場退火，觀察界面擴(kuò)散層厚度的變化，測量磁場退火后復(fù)合帶的剪切強(qiáng)度，分析磁場對界面形態(tài)的影響，最后從磁學(xué)理論方面解釋不同磁場強(qiáng)度促進(jìn)和抑制復(fù)合帶界面化合物生成的機(jī)理，找到能控制復(fù)合帶界面形態(tài)的方法。具體研究結(jié)果如下:
　　(1

3、)在不同溫度下對復(fù)合帶用箱式電阻爐退火后得出:隨退火溫度的升高或保溫時(shí)間的延長，復(fù)合帶界面化合物厚度變寬，強(qiáng)度降低，塑性提高。復(fù)合帶的最佳熱處理工藝是退火溫度410℃，保溫時(shí)間10分鐘，此時(shí)界面結(jié)合強(qiáng)度最高，塑性最高，原子晶粒均勻，完成再結(jié)晶。
　　(2)在不同磁場強(qiáng)度、不同溫度下對復(fù)合帶用真空磁場加熱爐退火后得出:磁場退火也遵循隨退火溫度的升高或保溫時(shí)間的延長，復(fù)合帶界面化合物厚度變寬這一規(guī)律，并且隨退火溫度的升高，復(fù)合帶的剪切

4、強(qiáng)度降低。
　　(3)施加0.1T，0.05T的磁場后，退火溫度300℃的界面化合物厚度比無磁場時(shí)窄，抑制了界面化合物的生成，剪切強(qiáng)度最高達(dá)到124Mpa;施加其它強(qiáng)度的磁場后，界面化合物的厚度都比無磁場時(shí)寬，促進(jìn)了界面化合物的生成。兩種退火方式下，均有CuAl、CuAl2、Cu9Al4等脆性金屬化合物生成。
　　(4)磁場能夠促進(jìn)或抑制界面擴(kuò)散層厚度的原因是銅鋁磁性不同。銅是抗磁性材料，施加磁場后，熱振動(dòng)能量升高;鋁是順磁