电流、磁场作用下C19400合金时效行为研究

摘要

近年来，随着电子信息产业的高速发展，集成电路向高密度、小型化、多功能化发展，对集成电路用引线框架材料的综合性能要求越来越高。C19400合金是目前应用最广泛的引线框架材料，它是一种具有开发前景的高强高导铜合金，深入研究合金的固溶时效析出行为、探索新的制备及加工处理技术来提高合金的强度和导电性等性能具有重要意义。
　　本文将电流和磁场应用在C19400合金的时效过程中，利用金相、扫描电镜、X射线衍射及透射电镜观察分析合金铸态组织和电流、磁场对合金时效组织的影响，通过导电率和抗拉强度检测来探究电流、磁场在改善合金性能方面的作用。通过研究所得的主要结论如下:
　　1.C19400合金的铸态组织由α-Cu和Fe2P相组成，α-Cu呈等轴晶形态，Fe2P相分布在α-Cu的晶界处。
　　2.C19400合金的强化相有两种分别为大尺寸的Fe2P和小尺寸的单质Fe。合金时效过程中施加脉冲电流和强磁场作用，析出相种类未发生变化，尺寸减小，数目增多。
　　3.脉冲电流对时效过程有促进作用。C19400合金经脉冲电流时效后，随着脉冲电流时效时间和时效温度的增加，合金的导电率不断增加，抗拉强度达到峰值后略有下降;随着电流密度的增加，合金的导电率逐渐增加，强度先增加，达到峰值后下降。合金时效中施加频率为500Hz，电流密度为300A/cm2，于450℃下进行脉冲电流时效4h后抗拉强度达到峰值453.7MPa，对应的导电率为55.6％IACS。
　　4.冷变形+脉冲电流时效能够进一步提高C19400合金导电率和强度。变形量越大，提升效果越明显。当70％冷变形后合金在电流密度为300A/cm2的脉冲电流作用下于450℃时效4h后，导电率达到61.5％IACS，抗拉强度达到584MPa。
　　5.强磁场对时效过程有促进作用。C19400合金经磁场时效后，随着强磁场时效时间和温度的增加，合金的导电率不断增加，抗拉强度达到峰值后略有下降。合金时效中施加磁场强度为12T，于450℃下进行磁场时效4h后抗拉强度达到峰值480MPa，对应的导电率为61％IACS。
　　6，冷变形+磁场时效能够进一步促进C19400合金第二相析出。C19400合金冷变形后加强磁场进行时效，使合金的导电率和抗拉强度大幅提升，交形量越大提升效果越明显。当70％冷变形后合金在12T强磁场作用下于450℃时效4h后，导电率达到63.4％IACS，抗拉强度达到590MPa。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．1．1 铜及铜合金的应用、发展及现状

1．1．2 铜合金的分类及性能

1．1．3 铜合金的强化方法

1．2 C19400合金研究现状

1．3 磁场、电流处理技术

1．3．1 材料的磁场处理技术概况

1．3．2 材料的电流处理技术概况

1．4 本文研究意义及实验内容

1．4．1 研究意义

1．4．2 实验内容

第2章 实验内容及方法

2．1 实验样品的制备

2．1．1 材料制备及分析技术路线

2．1．2 实验材料

2．1．3 熔炼浇铸

2．1．4 制样过程

2．2 性能检测

2．2．1 电学性能测试

2．2．2 力学性能测试

2．3 微观组织分析

2．3．1 金相组织观察

2．3．2 X射线衍射分析

2．3．3 扫描电镜观察

2．3．4 透射电镜观察

第3章 电流时效结果与分析

3．1 时效前合金组织研究

3．1．1 合金的铸态组织

3．1．2 合金变形后的组织

3．1．3 时效前合金组织分析

3．2 电流时效对合金组织和性能的影响

3．2．1 电流时效对合金导电性能的影响

3．2．2 电流时效对合金力学性能的影响

3．2．3 电流时效对合金显微组织的影响

3．2．4 电流时效对合金组织性能的影响分析讨论

3．3 冷变形+电流时效对合金组织和-I生能的影响

3．3．1 冷变形+电流时效对合金导电性能的影响

3．3．2 冷变形+电流时效对合金力学性能的影响

3．3．3 冷变形+电流时效对合金显微组织的影响

3．3．4 冷变形+电流时效对合金组织性能的影响分析

3．4 本章小结

第4章 磁场时效结果与分析

4．1 磁场时效对合金组织和性能的影响

4．1．1 磁场时效对合金导电性能的影响

4．1．2 磁场时效对合金力学性能的影响

4．1．3 磁场时效对合金显微组织的影响

4．1．4 磁场时效对合金组织性能的影响分析

4．2 冷变形+磁场时效对合金组织和性能的影响

4．2．1 冷变形+磁场时效对合金导电性能的影响

4．2．2 冷变形+磁场时效对合金力学性能的影响

4．2．3 冷变形+磁场时效对合金显微组织的影响

4．2．4 冷变形+磁场时效对合金组织性能的影响分析

4．3 本章小结

第5章 结论

参考文献

致谢