强变形对Cu-Cr合金组织性能的影响

采用冷拉拔方法制备了高强高导Cu-Cr合金导线,考察了合金界面结构随拉拔变形量的演变,探讨了界面结构变化与合金性能的关系.结果表明,随变形量增大,Cu和Cr相均被逐渐拉长成纤维状,且两相的晶面之间逐渐趋于(111)Cu//(110)Cr,Cu/Cr界面由非共格关系演变为共格关系,同时,通过Cu/Cr界面的互扩散增强.界面密度的增加是导致电阻率随变形量增加持续增大的主要因素.界面共格化是造成合金强度增大并趋于恒定的原因.     

Cu/Ni和Cu/Nb纳米多层膜的应变率敏感性

为研究调制周期和界面结构对纳米多层膜应变率敏感性的影响,采用电子束蒸发镀膜技术在Si基片上制备了不同周期(Λ=4 nm,12 nm,20 nm)的Cu/Ni纳米多层膜,采用磁控溅射技术在Si基片上制备了不同周期(Λ=5 nm,10 nm,20 nm)的Cu/Nb纳米多层膜。在真空条件下,对Cu/Ni纳米多层膜进行了温度分别为200和400℃、时间4 h的退火处理,对Cu/Nb纳米多层膜进行了温度分别为200、400和600℃,时间为4 h的退火处理。采用XRD和TEM表征了Cu/Ni和Cu/Nb纳米多层膜的结构,采用纳米压痕仪获取了不同加载应变率(0.005、0.01、0.05和0.2 s~(-1))下纳米多层膜的硬度。结果表明,应变率敏感性受到界面结构和晶粒尺寸的影响,非共格界面密度提高以及晶粒尺寸变大均可导致应变率敏感性下降。当周期变大时,Cu/Ni纳米多层膜的非共格界面密度提高,晶粒尺寸变大,应变率敏感性指数m减小;当周期变大时,Cu/Nb纳米多层膜的非共格界面密度下降,晶粒尺寸变大,m基本不变。随退火温度上升,Cu/Ni和Cu/Nb纳米多层膜应变率敏感性大体上呈现下降趋势,这是由退火过程中非共格界面密度上升和晶粒长大共同引起的。     

Cr含量对时效态Cu−Cr−P合金显微组织和性能的影响

研究Cr含量对时效态Cu?Cr?P合金析出相和性能的影响.结果发现,时效处理后Cu?Cr?P合金中存在3种尺寸的Cr相,其中,纳米级Cr相是Cu?Cr?P合金的主要强化相;≤5 nm的Cr相为面心立方结构,与基体完全共格,强化机制为位错切过机制,强化效果约为200 MPa;10～20 nm的Cr相为与基体非共格的体心立...     

温度梯度作用下的Ni/Sn/Cu焊点界面反应分析

采用Ni/Sn/Cu互连焊点作为研究对象,在不涉及电迁移效应条件下,设置温度梯度为TG=1 046℃/cm,研究在热迁移作用下镍为热端、铜为冷端时界面金属间化合物(intermetallic compound,简称IMC)的显微组织变化. 结果表明,随着热迁移加载时间的增加,冷、热两端界面IMC的厚度都增加,但冷端界面IMC的生长速率大于热端.EDS分析表明,界面IMC是(Cu,Ni)6Sn5相,并且热端IMC中的Ni元素含量高于冷端. 另外,在冷端的界面(Cu,Ni)6Sn5相中观察到大量的空洞,且在(Cu,Ni)6Sn5/Cu界面之间没有观察到Cu3Sn.     

Cu基板退火处理的Cu/Sn58Bi/Cu钎焊接头界面微结构

研究了铜基板退火处理对Cu/Sn58Bi界面微结构的影响. 结果表明,在回流以及时效24 h后Cu/Sn58Bi/Cu界面只观察到Cu₆Sn₅. 随着时效时间的增加,在界面形成了Cu₆Sn₅和Cu₃Sn的双金属间化合物(IMC)层,并且IMC层厚度也随之增加. 长时间时效过程中,在未退火处理的铜基板界面产生了较多铋偏析,而在退火处理的铜基板界面较少产生铋偏析. 比较退火处理以及未退火处理的铜基板与钎料界面IMC层生长速率常数,发现铜基板退火处理能减缓IMC层生长,主要归因于对铜基板进行退火处理能够有效的消除铜基板的内应力与组织缺陷,从而减缓Cu原子的扩散,起到减缓IMC生长的作用.     

纤维增强Cu-15Cr-0.24Zr合金组织演变及抗拉强度

采用真空中频感应熔炼技术制备组织均匀的Cu-15Cr-0.24Zr合金铸锭,采用冷拔与冷轧相结合的变形工艺获得超高强度的薄板材料。利用扫描电镜、能谱仪、透射电镜和万能试验机研究合金枝晶Cr到纤维Cr的演变过程、铸态组织组成相的成分、冷轧变形量为95%时的Cu/Cr界面关系和合金不同变形阶段的抗拉强度。结果表明:随着变形量的增大,Cr枝晶演变为分布均匀、平行排列的Cr纤维,且Cr纤维的横截面经历了"V"形向"一"形的转变;Cu/Cr界面呈半共格关系排列,错配度为0.041,表明Cu/Cr界面结合良好;增大冷拔变形量,可以显著提高冷拔结合冷轧变形工艺制备的薄板材料的抗拉强度,当冷拔变形量从2.41增大到3.79时,冷轧变形量为95%时,薄板材料的抗拉强度从749 MPa升高到1011 MPa。     

Cu-0.36Cr-0.03Zr合金时效析出相

利用透射电镜和高分辨电子显微镜对Cu-0.36Cr-0.03Zr合金时效处理后的析出相进行观察分析。结果表明,经450℃时效4 h后,合金显微硬度达到峰值,析出相为具有花瓣状应变场衬度的面心立方Cr相,与基体完全共格;当时效时间延长至8 h时,面心立方Cr相转变为体心立方Cr相;经550℃时效2 h后,合金显微硬度达到峰值,合金中弥散析出相呈球状,通过衍射花样标定,析出相为体心立方Cr相和Cu4Zr相,且Cr相与Cu基体之间存在N-W位向关系。     

冷拉变形铜-铬双相合金的组织形态演变

通过冷拉变形结合中间退火的方法把Cu-Cr双相合金制备成纤维增强原位复合材料,用扫描电镜和高分辨透射电镜观察Cu-Cr双相合金在不同应变量下的组织形态变化.结果表明,随着应变量的增大,在垂直于拉拔方向上等轴状Cu相晶粒逐步细化,粒状Cr相晶粒逐步变薄,成为弯曲、扭折的薄片状;在平行于拉拔方向上Cu相与Cr相均逐渐伸长成纤维状.纵、横截面综合来看,Cu-Cr双相合金经冷拉变形后转变为丝状Cu纤维和丝带状Cr纤维的复合材料.Cu-Cr两相界面匹配关系为(111)Cu//(011)Cr,为共格或半共格界面;当应变量η=6.4时,纤维的长轴方向//[111]Cu//[011]Cr//拉拔轴.变形过程中Cu纤维形成了<111>织构,Cr纤维形成了<011>织构.     

Sn3.0Ag0.5Cu0.05Cr/Cu焊点界面IMC层热时效形貌及生长行为研究

研究了Sn3.0Ag0.5Cu0.05Cr焊料(SACCr)制成的Cu/Solder/Cu焊点在150℃时效0、168、500及1000 h下界面金属间化合物(IMC)层的形貌及生长行为,并与Sn3.0Ag0.5Cu(SAC)焊料的焊点进行了比较。结果表明,相对于SAC的焊点,SACCr中弥散或固溶分布的微量Cr延缓了焊点界面IMC层的生长。时效时间越长,Cr的阻抑效果越明显。150℃时效1000 h的Cu/SACCr/Cu焊点界面IMC层的平均厚度是Cu/SAC/Cu的45%,仅为5.13μm。     

盐浴镀覆温度对diamond-Cr/Cu复合材料组织性能的影响

采用盐浴镀法在金刚石表面镀覆Cr层,通过调节镀覆温度(750℃~900℃)对镀层厚度实现可控制备。用模压法制备出不同Cr层厚度的金刚石预制坯,通过无压熔渗制备出Diamond-Cr/Cu复合材料。采用SEM、EDS、XRD、激光热导仪等检测和分析不同镀覆温度对Diamond-Cr/Cu复合材料的组织、界面结构、致密度及热导率的影响。研究结果表明:制备出的复合材料随盐浴镀覆温度的提升,界面处的裂纹、孔洞等缺陷不断减少,组织更加致密。复合材料的致密度由93.8%提升到96.0%,界面处EDS扫描显示Cr元素在近金刚石端界面处富集并生成Cr_3C_2及少量的Cr_7C_3。复合材料的热导率呈现先升高后下降的趋势,当镀覆温度为800℃时,复合材料热导率最高可达455 W/(m·K)。     

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。     

剪切应力作用下的Cu/Sn-0.7Cu/Cu焊点蠕变性能研究

研究了Cu/Sn-0.7Cu/Cu焊点在蠕变温度为100℃,剪切应力分别为3.62、2.53和1.78 MPa时的蠕变行为。结果表明,3种应力状态下,焊点都呈现出初始蠕变、稳态蠕变和加速蠕变3个典型阶段,并且随着蠕变应力的降低,蠕变寿命延长、稳态阶段的应变速率降低;当蠕变应力较大时,蠕变断裂受位错的滑移、攀移机制控制,而当蠕变应力较小时,蠕变断裂受晶界滑移机制控制;断裂位置位于焊点内部中心。在试验条件下,界面IMC对焊点的蠕变性能没有显著的影响。     

Cu/Sn-58Bi/Cu焊点电迁移行为研究

采用双辊快速凝固技术制备了Sn-58Bi钎料薄带,并制备Cu/Sn-58Bi/Cu线性焊点。使用电子探针(EPMA)及能谱分析(EDS)研究焊点在电流密度为1×10^4 A/cm^2(25℃)下界面金属间化合物(IMC)、元素扩散与钎料基体组织演变规律。结果表明,随着通电时间延长阳极界面处的IMC层的形状从扇贝状转变为锯齿状,阴极界面处的IMC层由扇贝形变为不规则,其厚度逐渐增加。阳极由于Bi的偏聚形成了富Bi层,Sn在阴极偏聚,基体共晶组织(Bi+β-Sn)粗化。基于线性拟合可知,阳极和阴极的界面IMC层的生长系数n分别为0.263和0.442,其生长机制可归结为体积扩散。     

Interfacial Phenomena in Al/Al,Al/Cu,and Cu/Cu Joints Soldered Using an Al-Zn Alloy with Ag or Cu Additions

The studies of soldered joints were carried out in systems: Al/solder/Al, Al/solder/Cu, Cu/solder/Cu, where the solder was (Al-Zn)_EUT, (Al-Zn)_EUT with 0.5, 1.0, and 1.5 at.% of Ag and (Al-Zn)_EUT with 0.5, 1.0, and 1.5 at.% of Cu addition. Brazing was performed at 500 °C for 3 min. The EDS analysis indicated that the composition of the layers starting from the Cu pad was CuZn, Cu5Zn8, and CuZn4, respectively. Wetting tests were performed at 500 °C for 3, 8, 15, and 30 min, respectively. Thickness of the layers and their kinetics of growth were measured based on the SEM micrographs. The formation of interlayers was not observed from the side of Al pads. On the contrary, dissolution of the Al substrate and migration of Al-rich particles into the bulk of the solder were observed.     

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     

轧制Cu/Fe/Cu复合带材的连续光亮退火工艺

Cu/Fe/Cu复合板带材以其节省贵金属及降低成本,又具有铜导电、耐蚀、美观及高强度的特性,已经被广泛应用于防务、电子、机械、五金及装饰等行业.我公司生产的Cu/Fe/Cu复合板带层厚比约为1∶24∶1,其表层材料是H90黄铜,基层(内层)材料是优质低碳钢.带材规格为(0.2～3.0)mm×140 mm,板材规格为(0.5～3.0)mm×140 mm×(750～2000)mm.Cu/Fe/Cu复合带材是采用可控气氛热轧复合,后经冷轧、退火加工,再经横剪可制成板材.     

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。     

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。