热浸镀法生产的铜包钢线性能研究

以热浸镀法生产的铜包钢线为研究对象,研究了预热温度、铜液温度和复合时间等工艺参数对铜包钢线界面结合强度的影响;测定了不同包覆比的铜包钢线的电导率。结果表明,表面经机械打磨、酸碱洗并助镀卤化物盐溶液的钢线,在400℃预热复合后,钢线与铜层之间的结合效果较好,界面结合强度达到95 MPa;铜包钢线的电导率随包覆比的增大而线性增加。     

连铸工艺参数对复合铜包钢线组织与性能的影响EI北大核心CSCD

连铸复合法是制备高性能金属复合材料的新方法,提高连铸速度对提高生产效率、降低生产成本具有重要现实意义,连铸速度的提升将显著影响连铸复合过程凝固行为和铸坯质量。本研究采用连铸复合法制备外径8.7 mm、芯材直径6 mm的纯铜包覆Q235钢线,研究较高速连铸状态下工艺参数对铜包钢线表面质量、铜包覆层组织、界面扩散层厚度和界面剪切强度的影响。结果表明:在连铸速度300~420 mm/min、复合温度1150℃、一次冷却水流量400~800 L/h、二冷水流量100 L/h的工艺条件下制备的铜包钢线表面质量较好,铜层晶粒细小,界面结合强度高。     

热浸镀法生产的铜包钢线性能研究

以热浸镀法生产的铜包钢线为研究对象，研究了预热温度、铜液温度和复合时间等工艺参数对铜包钢线界面结合强度的影响：测定了不同包覆比的铜包钢线的电导率。结果表明，表面经机械打磨、酸碱洗并助镀卤化物盐溶液的钢线，在400℃预热复合后，钢线与铜层之间的结合效果较好，界面结合强度达到95MPa；铜包钢线的电导率随包覆比的增大而线性增加。     

纯铜双层辉光离子临界区渗钛研究

利用双层辉光离子渗金属技术在纯铜表面制备了铜钛合金层。实验结果表明，合金层由以铜钛化合物为主的表层和钛在铜中α固溶体与弥散分布的Cu4Ti有序相的次表层组成。在源极与工件间距固定的条件下，表层成分受源极电压、工件电压和温度的影响，次表层厚度主要受温度和时间影响。在扩渗初期，轰击离子的强度对钛元素有催渗作用。源极电压与工件电压之比V源/V工≥2，气压选在(25～40)Pa有利于铜钛合金层的形成。纯铜渗钛虽可使材料表面强化，但表面电阻明显增大。     

高温高压下Ni70Mn25Co5+Cu触媒对合成金刚石成核的影响

用六面顶金刚石压机研究了高温高压条件下，铜在Ni70Mn25Co5合金触媒中的扩散和形成含铜合金触媒的过程。同时，研究了这种不同含铜量的合金触媒在金刚石合成过程中对金刚石成核和生长的影响。研究发现在1670K、5．0GPa条件下，铜很容易进入Ni70Mn25Co5合金中形成NiMnCoCu合金触媒。这种含铜触媒对金刚石的成核有抑制作用，而且触媒随着铜含量的增加这种抑制作用越明显。在本研究的实验条件下，NiMnCo触媒中铜含量低于5％时，可以有效地使金刚石均匀成核并生长成大小均匀的金刚石。     

不同层厚比的铜/铝层状复合板剪切特性研究

为研究铜/铝复合板的剪切特性,对三种不同层厚比的铜/铝复合板进行斜刃横剪加工实验,分析了不同层厚比下铜/铝复合板的断面形貌特征、加工硬化及剪切力的变化规律.结果表明:不同层厚比的复合板材剪切断面形貌特征略有不同,在铜层占比较大时,铜层也会出现断裂带.随着铜层占比的增大(即铜/铝层厚比增加),剪切断面平整性变好,塌角、毛...     

液态镓合金与铜电极间接触电阻特性与可靠性提升

目的 针对使用液态金属的电气设备中源极输出电阻波动的抑制问题，分析接触电阻随接触面间接触应力的变化规律，探索电极材料镀膜方法减小膜层电阻变化进而提高接触可靠性。方法 理论推导建立了镓合金与铜电极的固液接触电阻理论模型，并据此使用COMSOL Multipyhsics软件仿真了随着接触应力的变化接触电阻的变化情况。使用化学气相沉积法在铜基底上生长碳纳米薄膜来减小膜层电阻对铜电极的影响，并对生长了石墨烯薄膜的电极与镓合金的接触电阻进行了稳定性实验。结果 仿真结果表明接触电阻随着接触应力的增加而减小，接触应力较小时的接触电阻变化较大，随着接触应力的不断增加，接触电阻变化也逐渐缓慢，并进行了实验验证;通过调整化学气相沉积法中碳源的通入量来生长更符合电极使用条件的石墨烯薄膜，在6 mL/min乙炔流量下生长的石墨烯薄膜接触电阻由未生长石墨烯薄膜的246 μΩ减小到165 μΩ，减小了镓合金与铜电极间的固液接触电阻，并且自身电阻值增加较小。长期稳定性实验也表明石墨烯薄膜可以有效防护铜电极，并通过相关的接触角实验进一步分析了生长碳纳米薄膜后电极表面润湿性变化。结论 铜电极表面生长石墨烯薄膜可以有效防护电极，提高铜基底电极与液态镓合金形成固液接触电阻的稳定性，同时控制接触面的接触应力，可以量化控制接触电阻的数量级。     

铜的湿法冶金浸出液中酸,铜和铁的快速容量分析测定

在铜湿法冶炼３浸出液中高铁离子条件下，对游离酸、铜离子和铁离子的快速测定方法进行了研究。实验发现，试验经还原中和滴定硫酸，氧化除铁后，分别进行络合滴定铜、铁离子含量，所得分析结果准确，且方法迅速。批样分析，结果也较为满意。     

石墨砂型铸造耐磨复合材料的研究

采用石墨砂型浇注低碳钢，由于石墨砂具有优良的导热性及可产生强烈的增碳效果，因而可得到表面耐磨而心部有良好韧性的复合耐磨材料。实验结果表明：该方法可在表面层得到一定深度的白口铸铁组织，淬火后其硬度可达ＨＲＣ６１～６４。因而具有优良的耐磨性，而心部仍为低碳铜组织，复合层深度随铸件尺寸增大而增加。在实验条件下最深可达到６．６３ｍｍ，复合层的组织、成分、性能均具有较好的过渡。     

高压扭转制备钨铜梯度材料的仿真和实验研究

采用ABAQUS软件对钨铜材料高压扭转变形进行有限元模拟,分析了扭转变形过程中的应力场分布和应变累积状态,以及压力和温度对界面层应变累积的影响。模拟结果表明,铜在HPT变形过程中为剪切变形的主要承受方,钨未得到充分的剪切变形,界面层应变累积最大;较高的温度和压力有利于界面层的应变累积,但温度的提升效果并不显著,并且高压力和高温度易导致铜反挤和模具失效。在300 ℃、1 GPa、扭转5圈的工艺条件下采用高压扭转工艺制备了界面连接质量良好的钨铜梯度材料。实验结果表明,随着扭转半径的增大,钨和铜的组织均得到显著细化,平均晶粒尺寸分别约为32.6 μm和0.28 μm,并且在界面处出现晶粒尺寸约为4.8 μm的铜组织过渡层;界面处钨和铜结合良好,钨和铜元素的扩散距离分别约为1.74 μm和2.59 μm。铜的显微硬度由初始态的79 Hv提升至131 Hv,界面处钨的显微硬度由初始的347 Hv提高到424 Hv,表明大变形条件下的晶粒细化和缺陷累积有利于界面连接和性能提升。     

铜/铝磁脉冲半固态辅助钎焊界面扩散过程

结合分子动力学模拟和试验研究,对铜/铝管磁脉冲半固态辅助钎焊界面原子扩散过程进行了研究.结果表明,在铝侧扩散界面原子主要在界面的无序原子层中相互扩散,且各元素的扩散行为不均匀,铝基体原子向钎料的扩散速度远小于钎料原子向铝基体扩散的速度;铜侧界面在模拟设置的冲击速度下,扩散层很薄且厚度变化并不明显.测量不同冲击速度下铝侧界面的扩散层厚度发现,随着冲击速度增加,模拟的扩散层厚度呈线性增加,与试验结果相符.根据模拟与试验结果建立了在相同或相近的冲击速度下,模拟界面扩散层厚度与试验界面扩散层厚度之间的关系,模拟结果能够较好地预测试验界面扩散层厚度,最大误差为2.8%.     

Al2O3陶瓷表面化学镀铜工艺及其低温连接

进行了Al2O3陶瓷表面的化学镀铜处理,制定了前处理流程.研究了硫酸铜浓度、甲醛浓度、施镀温度、施镀时间等对镀层沉积速率的影响,对镀层进行了金相分析,在此基础上得到化学镀铜的优化工艺.进行了镀铜后Al2O3陶瓷低温钎焊工艺试验,研究了不同化学镀工艺条件对接头组织及力学的影响.结果表明,在试验条件下,随着焊接温度升高,接头致密度变差;焊接时间增加,焊缝宽度也增加;硫酸铜,甲醛浓度增加,镀层厚度增加,相对影响了钎焊焊缝宽度和质量.     

Properties of welded joints made of Weldox 1100 steel

This study evaluated both the joint strength of copper wire on a copper substrate with tin plating and the joint reliability of copper wire bonding after heat treatment. The suitable tin thickness and bonding conditions, which are stage temperature, wire bonding power and bonding time, were chosen by the peel test after copper wire bonding. Tin thickness of 10 m showed a high bonding rate under the conditions of stage temperature 373 K, bonding power 500–700 mW and bonding time 30 50 ms. Before heat treatment, the peel strength of the copper wire on the copper substrate with tin plating conditions was weaker than that of gold wire on a gold substrate. After heat treatment for more than 70 h at 298 K, the peel strength of the copper wire became higher than that of the gold wire and twice as high as the initial bonding strength. The tin layer remained between the copper wire and copper substrate before heat treatment. When the samples were held at 298 K, tin reacted with copper and turned into a Cu–Sn intermetallic compound. Upon completion of this reaction at 298 K for over 70 h, the soft tin layer between the copper wire and copper substrate disappeared. Therefore, the peel strength of copper wire after heat treatment increased. These results were observed by scanning electron microscope images of the interface between the copper wire and copper substrate before and after heat treatment.     

Micro-structure, nano-property and nano-tribological behaviour of the permalloy/copper multilayers

The micro-structure, nano-mechanical behaviour of permalloy/copper magnetic multilayers with various permalloy layer thickness were investigated using scanning probe microscope, X-ray diffraction and nano-mechanical measuring system. Experimental results show that both copper and permalloy layers of these multilayers grow as a meta-stable phase. The multilayers are a good combination of toughness and hardness in the nano-mechanical properties compared with permalloy and copper single layer films. The permalloy layer thickness has a great effect on the micro-tribological behaviour of the permalloy/copper multilayers. When the permalloy layer thickness is reduced to ≤ 1.6 nm, the multilayers exhibit a large critical load, a small scratch width and a low residual scratch depth. When the permalloy layer thickness is reduced from 2.8 nm to 1.2 nm, the surface topography of the multilayers becomes smooth and the particle size decreases from about 120 nm to 25 nm, which will be beneficial to the applications that require a smooth surface.     

板坯连铸结晶器热行为研究

建立了结晶器三维有限元传热模型,系统地分析了铜板厚度、水槽的结构尺寸和分布、镍层对板坯连铸结晶器铜板温度分布的影响．结果表明,在操作条件允许的情况下,降低铜板厚度、增大水槽深度、减少镍层厚度有利于降低铜板热面温度,提高结晶器的使用寿命．     

Surface alloying of Cu with Ti by double glow discharge process

The surface of pure copper alloyed with Ti using double glow discharge process was investigated. The morphology, structure and forming mechanism of the Cu-Ti alloying layer were analyzed. The microhardness and wear resistance of the Cu-Ti alloying layer were measured, and compared with those of pure copper. The results in-dicate that the surface of copper activated by Ar and Ti ions bombardment is favorable to absorption and diffusion of Ti element. In current experimental temperature, as the Ti content increases, the liquid phase occurs between the deposited layer and diffused layer, which makes the Ti ions and atoms easy to dissolve and the thickness of Cu-Ti al-loying layer increase rapidly. After cooling, the structure of the alloying layer is composed of CuTi, Cu4Ti and Cu(Ti) solid solution. The solid solution strengthening and precipitation strengthening effects of Ti result in high surface hardness and wear resistance.     

板坯连铸结晶器的热弹塑性力学分析

建立了板坯连铸结晶器三维有限元热-弹塑性力学模型,模拟了生产过程中铜板结晶器的变形和热应力分布,考察了铜板厚度、水槽深度、镍层对板坯连铸结晶器铜板变形和热应力的影响规律．结果表明,宽面和窄面中心的最大变形量分别为0．245和1.01mm,减少铜板厚度、增大水槽深度有利于降低铜板热面最大变形量与热应力值,而镍层厚度对铜板变形和热应力分布的影响不显著．     

过渡层对钨螺旋线表面无氰镀金质量的影响

采用预镀过渡层的方法提高钨螺旋线表面无氰镀金薄膜质量,研究了过渡层厚度对镀金层质量的影响。利用带有能量色散光谱仪的扫描电子显微镜对镀层形貌和成分进行了分析。结果表明:预镀层厚度对镀金层质量有影响。预镀层过薄,影响后续镀金层覆盖效果,导致螺旋线表面部分裸露;预镀层过厚,氢炉高温(960℃,0.5 h)处理过程中可形成铜含量较高的Cu-Au合金易熔化,镀金层出现起皮、脱落等现象。沉积时间控制在10 s时可获得适宜厚度的过渡层。     

铜包铝复合棒材平辊轧制宽展变形行为

对铜包铝复合棒材平辊冷轧时的金属流动进行数值模拟和实验研究.结果表明:由圆断面至扁断面的第一道次平辊轧制中侧边以变形宽展为主;在后续道次的平辊轧制过程中,滑动宽展的影响增大,侧边变形宽展的影响减小;当压下率为13.3%～26.7%时,摩擦因数对铜包铝棒材宽展率的影响较小,而当压下率大于33.3%时,摩擦因数对宽展的影响增大;铜包铝复合棒材的最大轧制压力在轧制入口端,断面上存在一条"X"状的等效应变带.实验结果与有限元分析结果具有良好的一致性.采用合适的轧制工艺,可获得铜包覆层分布均匀、铜铝复合界面无裂纹和分层、表面质量好的扁排.     

不同混合气氛下9Ni钢的高温氧化行为研究

对9Ni钢在不同氧分压及不同湿度条件下的高温氧化行为进行了研究。结果表明,9Ni钢的氧化行为会随着氧分压降低而受到阻碍,在低氧分压条件下没有Ni富集层产生,氧化进程受供氧量严重制约。而在不同湿度条件下,随着相对湿度的增大,氧化增重、氧化速率常数均增大;总氧化层厚度、Ni富集层厚度均增大,且增厚趋势趋于一致。潮湿环境下铁氧化层形成的大量裂纹、孔洞等缺陷,有利于气相物质的扩散,起到加速氧化的作用。