熔覆Cu/Mo/Cu复合材料界面组织特征和结合特性

采用熔覆法制备Cu/Mo/Cu复合材料,利用金相显微镜对Cu/Mo/Cu复合材料的界面结构、显微组织进行研究,并通过扫描电镜分析了熔覆+轧制材料的断裂特点和界面结合特性。结果表明：熔覆复合界面平直且结合紧密;熔覆后钼层靠近界面的晶粒发生静态回复和再结晶,分布均匀呈等轴状,钼层中间位置的晶粒沿水平方向保持了原有的扁平状,铜层晶粒为粗大晶粒,大小不一且分布不均匀;铜层为韧性断裂,钼层发生分层断裂现象;剥离过程中材料沿着界面附近分层严重的钼层开裂,复合界面结合紧密。     

Cu/Mo/Cu复合板界面变形及厚度配比

采用热轧+温轧方法制备Cu/Mo/Cu复合板,研究轧制工艺对复合板结合界面及组元厚度配比的影响。结果表明：经过轧制变形后,铜钼界面实现紧密结合且结合机制为齿状啮合,铜层外表面和靠近界面层的晶粒比中部细小;随着变形量的增加,铜层等轴状晶粒沿轧制方向被拉伸,界面结合效果明显改善,且由齿状变得较为平直。分析组元厚度配比,铜层变形量较钼层的大,随着总压下量的增加,组元压下率的差值减小,变形量逐渐趋于一致;首次提出了Cu/Mo/Cu三层复合板厚度配比的关系,为实际选择原料提供依据     

冷轧复合AgNi10/Cu/Fe界面结合特征研究

采用等辊径、等辊速冷轧复合技术制备了AgNi10/Cu/Fe三层复合材料,对其界面结合机制进行了研究。复合前对三层材料分别进行再结晶退火,获得均匀的原始组织及相近的硬度,并用钢丝刷清理复合面。利用扫描电镜和能谱仪对复合材料的剥离面进行了形貌观察和成分分析。结果发现,AgNi10/Cu/Fe的界面结合机制主要是裂口机制。各层复合面的硬化层在轧制时开裂,其中较软金属(AgNi10和Cu)从裂口中挤出,与硬金属(Cu和Fe)产生结合;其结合强度分别大于AgNi10和Cu的基体强度。     

挤压铸造法制备高致密Mo/Cu及其导热性能

采用专利挤压铸造方法制备了3种Mo体积分数分别为55%、60%和67%的Mo/Cu复合材料,并对其微观组织和导热性能进行了研究.结果表明:Mo颗粒分布均匀,Mo/Cu界面干净,不存在任何界面反应物和非晶层;复合材料组织均匀、致密,且致密度高达99%以上;复合材料的热导率为220～270 W/(m·K),并随着Mo含量的增加而降低.混合定律(ROM)较好地预测了55%Mo/Cu复合材料的热导率,而采用Maxwell模型和H-M模型的计算值与60%和67%Mo/Cu复合材料的热导率测试值一致.     

电子封装用Cu/Mo/Cu复合材料的工艺研究

研究了浸涂助复剂（铝基合金）和室温轧制工艺对Cu／Mo／Cu复合界面结合强度的影响，简述了Cu／Mo／Cu复合板室温轧制成形工艺过程，详细分析了表面和界面清理、初道次轧制临界变形率及热处理工艺等因素对复合板结合强度的影响。实验结果得出，钼板浸涂Al—Mn—Zn—Sn合金助复剂后的热处理温度为800～850℃；初道次轧制变形率为45％最佳；复合轧制后合适的退火工艺为450℃，保温60min。     

Cu/Al/Cu层状金属复合材料电子束焊接接头特征

研究了Cu/Al/Cu层状金属复合材料的电子束焊,对焊接接头的表面成形、微观组织、力学性能进行分析。结果表明,采用电子束焊可以实现Cu/Al/Cu层状金属复合材料的有效连接。不同金属层焊缝宽度明显不同,铝层焊缝宽度最大,且铝层金属大量进入顶部和底部的铜层焊缝中。各层母材和焊缝界面均出现了IMCs层,铝层主要是Al2Cu,铜层则主要是AlCu,Al2Cu。在焊缝中心生成大量的块状Al2Cu,均匀分布在α-Al和Al2Cu组成的共晶组织基体中。接头抗拉强度为44 MPa,断口呈现明显的脆性断裂特征,拉伸断裂位置于显微硬度最高的焊缝中心区。 创新点： (1)采用Cu/Al/Cu层状金属复合材料代替纯铜在工业领域的应用。 (2)采用电子束焊接技术实现Cu/Al/Cu三明治结构层状金属复合材料的焊接。     

Cu/Al层厚比对波纹辊轧制Cu/Al复合板变形行为和结合性能的影响

本工作通过抗剪切强度测试、剪切断面显微观察和有限元仿真等手段对不同Cu/Al层厚比下波纹辊轧制（CRB）Cu/Al复合板的金属的变形行为和界面结合性能进行了研究。结果发现，CRB过程中界面处形成了局部强正应力和多个“搓轧区”，促进了复合板的塑性变形和界面结合。增大Cu/Al层厚比可提升Cu层的变形率和波谷界面处的正应力，有利于降低Cu/Al复合板的翘曲程度，并增强界面的整体结合性能。当层厚比从2:10增加到2:4时，界面抗剪切强度从40.39MPa上升到47.24 MPa，但界面抗剪切强度的波动逐渐增大。     

Mo2C+Mo涂层对C/Cu复合材料界面及浸渗的影响

分析了C/Cu复合材料的界面润湿特性及多种润湿涂层的性质. 选择Mo2C+Mo作为C/Cu复合材料的润湿涂层, 研究了该涂层对真空液相浸渗C/Cu复合材料界面润湿特性的影响. 结果表明, 传统金属Cu涂层在浸渗温度下失效, 而Mo2C+Mo涂层在液相浸渗温度下较稳定, 能显著提高C/Cu界面润湿性, 有效改善界面结合, 并促进液相浸渗复合过程的进行.     

Cu/Mo双涂层改性SiCf/Ti6Al4V复合材料的界面与性能

采用箔-纤维-箔(FFF)法分别制备无涂层、C涂层和Cu/Mo双涂层改性的SiCf/Ti6Al4V复合材料,对制备态复合材料的力学性能和界面微观组织进行对比分析,进一步研究不同真空热暴露处理对Cu/Mo双涂层改性复合材料的界面微区的影响规律。结果表明,制备态下Cu/Mo涂层比C涂层较好地改善了复合材料的界面组织和性能,且对基体和纤维中元素扩散均具有一定的阻挡作用;求得900℃下SiCf/Cu/Mo/Ti6Al4V界面反应的生长动力学公式为H=1.380t1/2+5.397。     

Ag/Cu钎焊复合带材轧制和退火研究

利用Ag-28Cu合金钎焊复合制备Ag/Cu复合材料,经轧制加工成复合带材。研究轧制变形和扩散退火对复合界面形貌、界面组织和性能的影响,以及界面元素扩散特征。结果表明,随着轧制变形量增加,Cu、Ag-28Cu和Ag发生协调变形,复合界面由波浪形,转变成锯齿状,最后Cu层整体向Ag层倾斜。随着加工率增加,Cu层硬度逐渐降低,Ag-28Cu层硬度显著升高,Ag层硬度不变。随着退火温度增加,界面组织逐渐长大粗化,复合层宽度增加。界面原子扩散行为主要是Cu原子向Ag中发生扩散,退火温度增加时,Ag-28Cu层中Cu原子向Ag侧逐渐减少,Ag层中的Cu原子含量增加,Cu和Ag层硬度没有发生变化,而Ag-28Cu层硬度逐渐降低。     

TiB_2/Cu涂层抗烧蚀性能研究

应用500WYAG固体激光器在纯铜表面成功地原位合成了TiB2/Cu复合涂层,采用自制设备对复合涂层进行抗电弧烧蚀性研究。结果表明,相对于纯铜,TiB2/Cu复合涂层的电弧烧蚀性显著降低,抗电弧烧蚀性能明显提高,熔覆层存在少量烧蚀区裂纹和孔洞。     

激光表面原位合成TiB2/Cu复合涂层的性能

应用500 W Nd:YAG固体激光器在纯铜表面原位合成TiB2/Cu复合涂层,测定了熔覆层的显微硬度和导电性,研究了熔覆层的磨损行为和抗电弧烧蚀性能.结果表明,含熔覆层试样的显微硬度由外到里存在明显的梯度变化,其中熔覆层的硬度最高,约为450～490 HV;熔覆层的平均体积导电率约为82.7% IACS,原位合成的细小TiB2相对Cu基体的电导率影响不大;含熔覆层试样的磨损性能明显优于纯铜试祥,其主要磨损机制为磨粒磨损;熔覆层内激光原位合成的TiB2颗粒能明显改善Cu基体抗电弧烧蚀的性能.     

Cu／Mo／Cu爆炸复合界面组织特征

用爆炸复合的方法,试制出了Cu/Mo/Cu板材。用光学显微镜和扫描电镜研究了其界面组织特征;并利用显微硬度考察了界面附近硬度及界面附近的形变特点。结果表明：Cu/Mo/Cu复合材具有波形结合面和平直结合面;波形界面存在熔区,其熔区的显微硬度高于Cu基体而低于Mo基体。     

激光熔覆Cu/WCP复合涂层

采用激光熔覆表面改性方法，在45号钢基体上表面熔覆Cu/WCp复合涂层。试验研究了WC含量对熔覆复合涂层的组织特点和耐摩擦磨损性能的影响规律。研究结果表明，通过调整WC的加入量可获得α-Cu固溶体＋WC双相组织，当WC的加入量超过30％时，熔覆层中出现小圆点状的WC颗粒，表明WC有一定程度的熔化和熔解；Cu/WCp复合熔覆层与基体金属之间存在过渡区，其组织为钢基体＋WC混合组织。采用40Cr磨轮对Cu/WCp熔覆层进行摩擦磨损试验，结果表明，WC加入量为10％时，摩擦系数与磨损量最小；采用硬质合金磨轮进行磨损试验，当WC加入量为30％时，摩擦系数最小，而加入量为10％，磨损量较小。     

铜/铝/铜轧制复合板的退火工艺研究

研究了低温长时间和高温短时两种退火工艺对铜／铝／铜轧制复合板的成型性能及界面结合强度的影响，讨论了退火强化现象没有出现的原因。结果表明，退火处理不能提高铜／铝／铜轧制复合板的结合强度，只能改善复合板的成型性能。铜／铝轧制复合板宜采用高温短时退火制度，退火温度选择580～625℃，时间控制在10min以内，此工艺得到的铜／铝轧制复合板综合性能最佳。     

Cu/WCu/Cu复合薄板的组织和性能研究

为减少传统工艺制备的钨/铜薄板在压力加工过程中产生过多缺陷,提高板材的力学和电学性能,设计了一种新型的具有Cu/WCu/Cu三明治结构的超薄板,对比分析了两种结构板材在轧制过程中组织和性能的变化。结果表明:与传统结构试样相比,三明治结构试样表面覆铜层能够完成对基体表层钨颗粒的包覆和孔隙的填充,进而实现表面改性;三明治结构试样在轧制过程中产生缺陷相对较少,加工硬化不明显,抗拉强度和导电性能也优于传统试样。