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      銅鋁層狀復(fù)合材料的研究進(jìn)展

      2019-04-11 01:53:42田捍衛(wèi)王愛(ài)琴劉帥洋呂世敬
      關(guān)鍵詞:共晶層狀基體

      田捍衛(wèi),王愛(ài)琴,劉帥洋,呂世敬

      (河南科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,河南 洛陽(yáng) 471023)

      1 前 言

      節(jié)能環(huán)保理念的提出、電子信息產(chǎn)業(yè)、農(nóng)村電網(wǎng)改造和汽車輕量化等新興工業(yè),國(guó)防軍工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及消費(fèi)需求向高端化、個(gè)性化的轉(zhuǎn)變,對(duì)有色金屬發(fā)展、精深加工技術(shù)提出更高的要求,追求資源利用最大化和性能最優(yōu)化。有色金屬得到廣泛的應(yīng)用,但由于礦產(chǎn)資源的匱乏使其發(fā)展受到限制。銅具有優(yōu)異的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性,鋁的導(dǎo)電系數(shù)雖然只有銅的3/5,但比重不及銅的1/3。調(diào)查顯示,我國(guó)的銅礦產(chǎn)對(duì)外依存度大于65%,而鋁礦產(chǎn)的對(duì)外依存度還不到45%[1]。根據(jù)電場(chǎng)理論中的“集膚效應(yīng)”和彈性力學(xué)中的“圣維南原理”,利用銅和鋁的冶金相容性,通過(guò)合理的控制銅鋁結(jié)合方式使銅鋁之間通過(guò)過(guò)渡層實(shí)現(xiàn)銅材、鋁材的冶金結(jié)合,使所制備的銅鋁層狀復(fù)合材料兼具銅鋁的優(yōu)良性能,可替代銅材,應(yīng)用于通訊屏蔽、電力電氣等行業(yè),達(dá)到“以鋁節(jié)銅”的目的[2-5]。因而,銅鋁層狀復(fù)合材料制備工藝及相關(guān)理論成為目前研究的熱點(diǎn)。

      2 鑄軋復(fù)合工藝特點(diǎn)

      銅鋁層狀復(fù)合材料制備工藝研究方面,固-固復(fù)合研究時(shí)間較長(zhǎng),特別是軋制復(fù)合工藝,對(duì)于界面結(jié)合有比較成熟的“三階段理論”作支撐,界面結(jié)合機(jī)制相對(duì)清晰,工藝流程簡(jiǎn)單,但當(dāng)對(duì)兩板施加大于70%的壓下率時(shí),會(huì)對(duì)軋機(jī)提出相當(dāng)高的要求,且界面結(jié)合狀態(tài)受壓下率影響較大,退火處理也會(huì)對(duì)其性能有顯著的影響[6-8]。王澤宇等[9]對(duì)經(jīng)過(guò)異步軋制和退火處理后的銅鋁復(fù)合薄帶進(jìn)行壓下率研究,結(jié)果表明,當(dāng)壓下率逐漸增大時(shí),材料的抗拉強(qiáng)度和延伸率先升高后降低,在65%時(shí)達(dá)到峰值。液-液復(fù)合法采用雙結(jié)晶器連鑄復(fù)合使銅鋁界面更易達(dá)到冶金結(jié)合,但是銅鋁界面層過(guò)厚,設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜,投資較大,產(chǎn)品尺寸相對(duì)單一,工藝復(fù)雜且穩(wěn)定性較差[10-11]。對(duì)于固-液復(fù)合法中的鑄軋復(fù)合工藝,利用液態(tài)金屬的高溫既保證了界面層銅鋁原子的相互擴(kuò)散,又克服了銅鋁過(guò)渡層過(guò)厚、界面結(jié)合強(qiáng)度低等缺點(diǎn),實(shí)現(xiàn)銅鋁高強(qiáng)度冶金結(jié)合和寬幅生產(chǎn),且工藝相對(duì)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定,設(shè)備成本低,能夠適應(yīng)大批量連續(xù)生產(chǎn)[12-13]。用鑄軋法制備銅鋁復(fù)合材料具有優(yōu)良的性能和明顯成本優(yōu)勢(shì),產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用前景廣闊。

      鑄軋復(fù)合前首先將鋁錠在大于660℃的溫度下熔化成液體,然后倒入帶有結(jié)晶器的中間包,控制溫度,使其變成熔融狀態(tài)。銅板在預(yù)熱之前為了除去表面的加工硬化層和氧化層要進(jìn)行表面處理,先對(duì)板材基體進(jìn)行機(jī)械打磨,后用水洗、丙酮超聲清洗、再水洗、酸洗、再水洗等,最后快速吹干,并用惰性氣體對(duì)表面進(jìn)行保護(hù)。表面處理情況對(duì)接觸傳熱、原子擴(kuò)散、軋制時(shí)位錯(cuò)畸變的形成產(chǎn)生一定影響。鑄軋復(fù)合時(shí)將熔融態(tài)的鋁液澆鑄到經(jīng)過(guò)預(yù)熱處理的銅板上,鋁液隨著銅板進(jìn)入軋機(jī)完成熱交換形成復(fù)合坯。熔體在輥縫間完成凝固和熱軋兩個(gè)過(guò)程,它將鑄造法和軋制法統(tǒng)一結(jié)合,鋁錠熔制省去了鋁板的壓制,優(yōu)化了工藝,是一種短流程、高效率制作銅鋁復(fù)合板的方法[14]。工藝流程如圖1,分為臥式鑄軋和立式鑄軋。這兩種鑄軋方法的顯著特點(diǎn)是其結(jié)晶器為兩個(gè)帶水冷系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)鑄軋輥,鑄軋澆注系統(tǒng)、金屬液面的高度、鑄軋熱平衡時(shí)的條件是三大技術(shù)要點(diǎn)。鑄軋過(guò)程中對(duì)初始溫度、軋輥速度、輥縫間距、水冷速度等工藝參數(shù)的控制尤其重要[15-16]。牛永勝等[17]用鑄軋法制備了650×30×7×R3.5 mm規(guī)格的Cu/Al復(fù)合材料,通過(guò)表征微觀結(jié)構(gòu)和界面強(qiáng)度發(fā)現(xiàn),在200℃的銅管預(yù)熱溫度、30%的壓下率、400L/h的冷卻水通量、680~740℃的鋁液澆鑄溫度條件下,Cu-Al之間均可實(shí)現(xiàn)冶金結(jié)合,雖然對(duì)理解工藝參數(shù)在冶金結(jié)合方面的影響具有很大的幫助,但受到規(guī)格的限制。秋海濱等[18]通過(guò)固液相鑄軋復(fù)合熱平衡方程,對(duì)復(fù)合三要素(浸潤(rùn)時(shí)間、復(fù)合溫度、復(fù)合壓力)及相關(guān)參數(shù)進(jìn)行研究,把鑄軋過(guò)程分為液相區(qū)、液固相區(qū)和固相區(qū)三個(gè)相區(qū),使工藝參數(shù)之間能夠相互聯(lián)系。

      圖1 銅鋁復(fù)合板鑄軋復(fù)合工藝流程圖 (a)臥式鑄軋;(b)立式鑄軋F(tuán)ig.1 Flow chart of cast-rolling process for copper-aluminium clad plate (a)horizontal cast-rolling;(b)vertical cast-rolling

      3 鑄軋復(fù)合界面結(jié)合機(jī)理

      對(duì)鑄軋復(fù)合界面結(jié)合機(jī)理的分析主要從擴(kuò)散的角度來(lái)介紹,將鑄軋區(qū)分為鑄造區(qū)和軋制區(qū),擴(kuò)散過(guò)程的驅(qū)動(dòng)力將由這兩區(qū)產(chǎn)生的熱量和壓力決定,擴(kuò)散過(guò)程包括原子擴(kuò)散、反應(yīng)擴(kuò)散。

      3.1 原子擴(kuò)散

      鑄軋法制備銅鋁復(fù)合材料的過(guò)程中,當(dāng)鋁液澆鑄到經(jīng)過(guò)表面處理和預(yù)熱的銅板上,凝固潛熱被釋放出來(lái),顯熱和潛熱同時(shí)在表面發(fā)生接觸傳熱,使得銅板表面的原子獲得能量,局部原子的劇烈活動(dòng)會(huì)促使空穴和裂縫產(chǎn)生,削弱了銅原子間的相互作用力,形成激活中心[19-20]。把鑄軋工藝范圍內(nèi)的區(qū)域簡(jiǎn)單分為半固態(tài)的鑄造區(qū)和固態(tài)的軋制區(qū),在鋁液進(jìn)入軋機(jī)的鑄造區(qū)范圍后,理論情況下,鋁液體積比固態(tài)時(shí)的體積增加了6.6%,且Cu-Cu鍵的結(jié)合能要比Al-Al結(jié)合能高[21-22],所以,鋁液中晶體結(jié)構(gòu)和部分結(jié)合鍵破壞程度相對(duì)于銅基體表面嚴(yán)重,促進(jìn)處于激活狀態(tài)的銅原子在鋁基體中的擴(kuò)散,導(dǎo)致銅原子在鋁基體中的擴(kuò)散速度大于鋁原子在銅基體中的擴(kuò)散速度。軋輥的壓力使原子表面擴(kuò)散快速進(jìn)行,完成了異種原子從點(diǎn)結(jié)合到線結(jié)合、面結(jié)合的轉(zhuǎn)變,形成了一層極薄的銅鋁固溶體過(guò)渡層,如圖2所示。

      圖2 銅鋁層狀復(fù)合材料擴(kuò)散示意圖Fig.2 Diffusion diagram of copper-aluminum laminar composite material

      3.2 反應(yīng)擴(kuò)散

      擴(kuò)散過(guò)程中,溫度降低會(huì)減小晶內(nèi)擴(kuò)散的速度,提高晶界擴(kuò)散的優(yōu)先性,使晶內(nèi)擴(kuò)散的擴(kuò)散系數(shù)與晶界擴(kuò)散有幾個(gè)數(shù)量級(jí)的差距。當(dāng)銅鋁原子表面擴(kuò)散完成,進(jìn)入相界面,由于界面能效應(yīng)的影響,銅原子在鋁基體中的濃度和鋁原子在銅基體中的濃度發(fā)生突變,達(dá)到了相圖中某些相的極限溶解度。在非平衡狀態(tài)下,這些相中溶質(zhì)所允許的最大含量與平衡時(shí)相比有較大偏差,銅鋁原子在這種情況下容易發(fā)生共晶反應(yīng),吉布斯自由能較小的金屬間化合物Al2Cu優(yōu)先析出,并填滿附近的位錯(cuò)和縫隙。在擴(kuò)散過(guò)程中金屬間化合物和原子也會(huì)發(fā)生溶質(zhì)再分配現(xiàn)象,使穩(wěn)定態(tài)得以保持[23]。郭亞杰等[24]用活化燒結(jié)法制備了Cu/Al層狀材料,研究分析了金屬間化合物(IMCs)在673~773K范圍內(nèi)的生長(zhǎng)過(guò)程,其主要分為四個(gè)階段:物理接觸、IMCs的形核、IMCs沿界面相連、IMCs層增厚。由于下輥套預(yù)熱溫度比銅板低且具有很強(qiáng)的導(dǎo)熱能力,使得鋁原子依附于其表面形核、長(zhǎng)大,所以鋁液的動(dòng)態(tài)結(jié)晶首先貼著軋輥進(jìn)行,在其表面形成凝殼,隨著軋輥的轉(zhuǎn)動(dòng),熱擴(kuò)散持續(xù)進(jìn)行,凝殼厚度增加[25]。因凝固方式為單向凝固,與下輥套接觸的純鋁的固液界面相對(duì)平緩,逐漸向銅側(cè)凝固。在鋁基體進(jìn)入軋制區(qū)之前,層錯(cuò)能較高,位錯(cuò)集中在晶體附近,產(chǎn)生一定的內(nèi)應(yīng)力,易發(fā)生位錯(cuò)的交滑移和攀移,使點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)發(fā)生畸變,更加有利于二次擴(kuò)散[26-27]產(chǎn)生。

      4 銅鋁層狀復(fù)合材料界面層研究

      根據(jù)銅鋁復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域及對(duì)復(fù)合材料使用性能的要求,銅鋁復(fù)合材料之間的界面層直接影響到材料的導(dǎo)電性、抗拉強(qiáng)度、剝離強(qiáng)度等,因此界面層的研究對(duì)銅鋁層狀復(fù)合材料應(yīng)用起到了決定性的作用。

      4.1 金屬間化合物的形成

      銅鋁層狀復(fù)合材料的界面層在低溫下就可形成,高溫下形成的界面層是由多層金屬間化合物組成,界面較厚。理論情況下,Cu、Al原子半徑分別為0.1278nm和0.1432nm,在擴(kuò)散的時(shí)候溶質(zhì)與溶劑的原子半徑比在0.85~1.15之間,且這兩種原子都是面心立方晶體結(jié)構(gòu),有利于原子置換并形成Cu和Al的固溶體,在抗拉強(qiáng)度、塑性韌性方面要比其它金屬間化合物好,具有良好的綜合性能[28]。但Cu、Al原子位置不在同一周期,電負(fù)性差值大,隨著擴(kuò)散反應(yīng)進(jìn)行,界面層中可形成Al2Cu、Al4Cu9、AlCu3和AlCu等金屬間化合物和共晶組織,界面出現(xiàn)多層結(jié)構(gòu)。其中較常見(jiàn)的Al2Cu具有體心正方結(jié)構(gòu),脆性大,是發(fā)生共晶反應(yīng)的析出物,Al4Cu9具有立方晶體結(jié)構(gòu),其硬度較大,按包晶反應(yīng)的形式生成[29]。圖3為Cu-Al二元平衡相圖,從圖可見(jiàn),當(dāng)退火溫度在共晶溫度548.2℃以下時(shí),銅原子和鋁原子相互擴(kuò)散反應(yīng)能夠生成五種穩(wěn)定存在的金屬間化合物相,分別為ν相(Cu Al2)、η2相(Cu Al)、ζ2相(Cu4Al3)、δ相(Cu3Al2)、γ1相(Cu9Al4)和α2相(Cu Al3)。

      當(dāng)界面層中金屬間化合物層厚度較薄及共晶組織層厚度較大時(shí),有利于力學(xué)性能的發(fā)揮。Kim H J等[30]研究分析可知,金屬間化合物在Cu/Al界面的成長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致機(jī)械失效,并增加潛在接觸電阻,其研究對(duì)銅鋁層狀復(fù)合材料的導(dǎo)電性分析具有一定意義。

      圖3 銅鋁二元平衡相圖Fig.3 Equilibrium phase diagram of Cu-Al

      Pintore M等[31]用水平砂模復(fù)合鑄造和垂直砂模復(fù)合鑄造兩種方法制備銅鋁層狀復(fù)合材料,通過(guò)控制熱條件來(lái)分析微觀結(jié)構(gòu)和微觀硬度,結(jié)果顯示,Al4Cu9,Al3Cu4和AlCu金屬間化合物的層硬度較高,Al2Cu次之,共晶組織較低,固溶體最低,接近基體硬度。Shuying CHEN等[32]通過(guò)澆鑄法制備出銅鋁復(fù)合材料,并對(duì)其過(guò)渡層組織的變化規(guī)律和凝固過(guò)程進(jìn)行研究,結(jié)果顯示,在過(guò)渡層形成過(guò)程中,會(huì)有Al4Cu9、Al2Cu+(Al)-Al2Cu共晶、(Al)-Al2Cu共晶和(Al)+(Al)-Al2Cu共晶四種晶體組織生成,隨著澆鑄溫度、銅板預(yù)熱溫度、冷卻時(shí)間工藝參數(shù)的變化,其過(guò)渡層所形成的四種組織結(jié)構(gòu)是相同的,只有比例和分布會(huì)隨著參數(shù)發(fā)生變化。Tae-hyuk LEE等[33]對(duì)重復(fù)靜液擠壓法制備的蜂窩狀A(yù)l/Cu棒材進(jìn)行了研究,在經(jīng)過(guò)400℃、0.5~2h退火處理后,過(guò)渡層中的金屬間化合物有Al4Cu9、AlCu和Al2Cu,隨著金屬間化合物層厚度的增加,熱導(dǎo)率和伸長(zhǎng)率降低,抗拉強(qiáng)度先增加后減少,厚度最大為10.1μm。

      4.2 化學(xué)成分對(duì)擴(kuò)散的影響

      銅層、鋁層中微量合金元素的存在對(duì)復(fù)合材料過(guò)渡層中金屬間化合物的擴(kuò)散產(chǎn)生加速或減慢的作用[34]。相關(guān)研究主要集中在合金元素的種類和含量?jī)蓚€(gè)方面,趙佳蕾等[35]使用浸渡技術(shù)在鋁合金表面渡Ni層,用擴(kuò)散焊接法讓鍍鎳的鋁片和銅片進(jìn)行層狀復(fù)合。一方面,Ni-Al金屬間化合物生長(zhǎng)速率低于Cu-Al金屬間化合物的的生長(zhǎng)速率,另一方面,Ni原子的加入也會(huì)在過(guò)渡層中產(chǎn)生一種釘扎效應(yīng),不利于Cu、Al原子和金屬間化合物的擴(kuò)散。研究發(fā)現(xiàn),Ni中間層的出現(xiàn)能較大程度抑制金屬間化合物的產(chǎn)生,降低過(guò)渡層脆性。黃增陽(yáng)等[36]先用澆鑄法在1060Al中加入不同含量的Si、Mn元素完成合金化,然后對(duì)銅板和合金化的鋁板進(jìn)行多次軋制得到不同合金成分的銅/鋁/銅復(fù)合箔材,并探討微合金元素對(duì)界面結(jié)合形態(tài)以及厚度、原子擴(kuò)散速率的影響。合金元素的加入某種程度上增加了晶體缺陷、降低了層錯(cuò)能,在一定溫度下,適量合金元素的加入能提高Cu、Al原子在基體中的擴(kuò)散速率,使過(guò)渡層厚度增大。Yuan HU等[37]在用液固復(fù)合法制備Al/Cu層狀復(fù)合材料之前,在銅基體表面鍍層(鎳-磷),研究表明該鍍層有效阻礙了擴(kuò)散,并起到了防氧化的作用,使得金屬間化合物的量減少。張紅安等[38]在用固-液法制備銅鋁層狀復(fù)合材料時(shí),先在銅板上浸入一層自制的溶劑水溶液作為覆層,使銅鋁復(fù)合界面與空氣隔絕,既避免了基體表面的污染和氧化,又使得不同的溶劑水溶液對(duì)過(guò)渡層的擴(kuò)散產(chǎn)生影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,用700℃鋁液澆鑄在用某種溶劑預(yù)處理并預(yù)熱400℃的銅板上,可得到冶金結(jié)合效果較好的銅鋁復(fù)合材料。

      5 銅鋁層狀復(fù)合材料數(shù)值模擬研究

      銅鋁層狀復(fù)合材料的生產(chǎn)過(guò)程大多數(shù)都是非穩(wěn)態(tài)的傳熱、傳質(zhì)過(guò)程,用傳統(tǒng)的解析法解偏微分方程已經(jīng)無(wú)法滿足要求,所以數(shù)值模擬在其領(lǐng)域的應(yīng)用,為原子間相互擴(kuò)散和溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)、流場(chǎng)的研究提供了技術(shù)支持[39]。

      5.1 分子動(dòng)力學(xué)模擬

      銅鋁層狀復(fù)合材料復(fù)合過(guò)程中,Cu/Al金屬鍵的穩(wěn)定性通過(guò)建立勢(shì)函數(shù)模型來(lái)計(jì)算。由于統(tǒng)計(jì)學(xué)和一些非線性函數(shù)在計(jì)算時(shí)比較復(fù)雜,分子動(dòng)力學(xué)理論就圍繞原子核運(yùn)動(dòng)規(guī)律和原子核與電子的經(jīng)驗(yàn)勢(shì)場(chǎng)逐漸發(fā)展起來(lái)[40-41]。李昶等[42]通過(guò)分子動(dòng)力學(xué)理論對(duì)Al-Cu體系的擴(kuò)散過(guò)程進(jìn)行了研究,選用嵌入原子方法(EAM)確定勢(shì)函數(shù),計(jì)算原子間相互作用勢(shì),并對(duì)其擴(kuò)散過(guò)程進(jìn)行模擬,計(jì)算出了Al和Cu的空位形成能、遷移能和線膨脹系數(shù)、自擴(kuò)散系數(shù)和擴(kuò)散激活能,并認(rèn)為Cu在Al晶格中擴(kuò)散以該機(jī)制為主。Shangda Chen等[43]利用分子動(dòng)力學(xué)模擬方法對(duì)Cu/Al銅鋁界面的擴(kuò)散結(jié)合進(jìn)行了分析,結(jié)果表明,界面層的擴(kuò)散厚度與溫度有很大的關(guān)系,溫度越高擴(kuò)散厚度越大,但擴(kuò)散過(guò)程中金屬間化合物的形成沒(méi)有用分子動(dòng)力學(xué)分析驗(yàn)證。

      5.2 多場(chǎng)耦合模擬

      在2000年,金珠梅等[44]用數(shù)值計(jì)算的方法對(duì)鑄軋過(guò)程中的流體狀態(tài)、溫度場(chǎng)變化、熱應(yīng)力分布建立模型并耦合求解。模擬計(jì)算分析可得,熔池內(nèi)存在兩個(gè)環(huán)形流,并對(duì)糊狀區(qū)域產(chǎn)生攪拌效果,有利于成分和溫度均勻分布,軋輥外表面由于溫度場(chǎng)的變化而出現(xiàn)拉應(yīng)力與壓應(yīng)力交變作用。黃華貴等[45]通過(guò)用Fluent軟件建立熱-流耦合模型對(duì)Cu/Al鑄軋工藝進(jìn)行研究,分析了流場(chǎng)和溫度場(chǎng)的分布變化以及KISS點(diǎn)的位置規(guī)律,結(jié)果顯示,增加軋輥速度和銅帶預(yù)熱溫度會(huì)使KISS點(diǎn)向銅側(cè)偏移,其適合位置是熔池1/2~2/3的高度。葉麗芬等[46]通過(guò)MSC.Marc模擬平臺(tái)并進(jìn)行二次開(kāi)發(fā),利用生死單元法建立了熱-力耦合有限元模型,使單金屬的連續(xù)動(dòng)態(tài)鑄軋流程得以實(shí)現(xiàn),獲得軋輥的鑄軋速度、鋁液澆鑄溫度對(duì)在軋制區(qū)的入口處復(fù)合坯溫度的影響規(guī)律。

      根據(jù)銅鋁層狀復(fù)合技術(shù)現(xiàn)狀可知,數(shù)值模擬技術(shù)在銅鋁層狀復(fù)合材料方向得到一定的應(yīng)用,但與實(shí)驗(yàn)結(jié)合不夠緊密。在銅鋁鑄軋復(fù)合過(guò)程中,伴隨著溶質(zhì)分配、晶界和相界的移動(dòng)、點(diǎn)缺陷和位錯(cuò)的產(chǎn)生、金屬電子和能帶結(jié)構(gòu)的變化等,所以要揭示銅鋁復(fù)合的客觀現(xiàn)象與本質(zhì)規(guī)律,必須從微觀結(jié)構(gòu)入手,對(duì)其復(fù)合工藝、界面結(jié)合進(jìn)行跨層次的多角度綜合性研究[47]。

      6 結(jié) 論

      固-液復(fù)合法鑄軋工藝具有節(jié)能、高效、經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)。鋁錠直接熔化成熔融態(tài)澆鑄到銅板上,優(yōu)化了工藝流程,提高了生產(chǎn)效率,降低了生產(chǎn)成本。其局限性在于界面結(jié)合理論研究不夠成熟,本文指出擴(kuò)散機(jī)制以原子擴(kuò)散和反應(yīng)擴(kuò)散為主,熱傳遞和軋輥壓力推動(dòng)擴(kuò)散的進(jìn)行。

      銅鋁層狀復(fù)合材料界面層的冶金結(jié)合情況直接影響材料的綜合性能。界面層組織結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)Al2Cu、Al4Cu9、AlCu3、AlCu等金屬間化合物和共晶組織,工藝參數(shù)不同,金屬間化合物種類和厚度也不同。化學(xué)成分對(duì)界面層厚度有很大影響,一些微量合金元素的加入加速或抑制了原子的擴(kuò)散、金屬間化合物的形成。

      分子動(dòng)力學(xué)理論模型使得對(duì)擴(kuò)散的認(rèn)識(shí)更加清晰,通過(guò)Fluent等模擬軟件建立耦合模型并設(shè)置初始溫度、壓下率和軋輥速度等工藝參數(shù),研究流場(chǎng)、溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)的分布。在以后的研究中,可通過(guò)對(duì)模擬軟件的二次開(kāi)發(fā),改變晶粒大小和控制金屬間化合物形成,將模擬與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,使銅鋁層狀復(fù)合材料的綜合性能不斷提高。

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