高強高導銅合金
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隨工業領域對材料性能要求的不斷提高,高強度,高導電性能的銅合金材料的研究和開發越來越引起人們重視。高強高導銅合金作為一種綜合性能優良的結構功能材料,被廣泛應用于大規模集成電路引線…
隨工業領域對材料性能要求的不斷提高,高強度,高導電性能的銅合金材料的研究和開發越來越引起人們重視。高強高導銅合金作為一種綜合性能優良的結構功能材料,被廣泛應用于大規模集成電路引線框架、電氣工程開關觸橋、連鑄機結晶器內襯、高脈沖磁場導體、大功率異步牽引電動機轉子和電氣化鐵路接觸導線等。而隨著電子電氣工業的快速發展,對銅合金的高強度和高導電性能提出了更高要求。
相關研究表明,銅合金的高強度和高導電率存在著矛盾的關系。因而目前制備高強高導銅合金的方法都是在一定程度上以犧牲導電率的方式來提高力學性能,無法真正達到兩者兼顧的結果。
高強高導銅合金的制備方法
1.銅基原位復合材料法
銅基原位復合材料的制備過程包括制坯、預變形、最終變形3個主要階段。但是原位復合材料法制備高強高導銅合金的加工工藝十分煩瑣,而且經原位復合拉拔后銅合金的導電性能下降較大,只有經后續時效處理后,其導電率才能有所回復。
2.高密度孿晶強化法
利用直流磁控濺射技術制備的多層納米晶銅膜,具有較高的孿晶比例,其抗拉強度達到了690MPa。但這些制備高強高導銅的方法仍處于實驗研究階段,離商業化生產還有較遠的距離。
3.快速凝固法
開發高性能銅合金中已采用的快速凝固方法有:旋鑄法、超聲氣體霧化法和噴射成型法,分別用于制取快速凝固條帶、粉末和塊錠材。但快速凝固法制備高強高導銅合金在工業應用上仍存在一些困難,如受仍冷卻速度的影響,快速凝固法還不能制備大鑄錠合金,而且對高溫坩堝材料及工藝參數的選擇較為敏感。
4.Conform+冷加工法
Conform連續擠壓工藝的開發使擠壓生產真正實現了連續化加工,因而獲得了廣泛應用。但合金經冷加工后,其晶體內部的缺陷密度急劇增加,導致合金強度提高的同時損害了合金導電性能。
5.大塑性變形法
目前等徑角擠壓法(equalchannelangularpressing,ECAP)已成為制備超細晶材料的有效方法之一。一方面是由于ECAP制備的超細晶材料表現出一系列獨特的機械性能和物理性能;另一方面是由于ECAP加工可有效消除材料中的孔隙,制備出致密的三維大尺寸超細晶材料。而且ECAP加工工藝簡單,易實現連續化生產,具有很高的商業化應用前景。
高強度、高導電性能的銅基導電材料作為一類重要的結構型功能材料,在眾多領域有著廣泛的應用,而我國在這方面起步較晚,與發達國家相比存在較大差距,目前根據當前高強高導銅合金的研究可以看出,今后銅合金的發展將沿著合金多元化、大規模產業化、低能耗和低污染的道路前進。
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