Cu-Te系列合金的制备及其性能研究

摘要

现代科学技术的发展，在超高磁场导线、架空导线、集成电路引线框架材料等很多领域对铜合金提出了更高的要求。要求铜合金同时具有高强度、高硬度、高导电的性能。但是对铜合金来说，高强度和高导电率是一对矛盾，如何在导电率下降不大的条件下提高铜合金的强度成为各国研究者共同的难题。在铜合金所有的强化方式中，合金化法是一种重要的手段，特别适合于大规模工业生产。目前，常用的添加合金元素集中在Cr、Zr、Nb、Fe、Re等几种元素，缺乏对新元素的开发利用，我国更是缺少新型铜合金的研制。 本课题在前人工作的基础上，利用四川特有的Te资源优势，制备了一系列不同含量的铜碲合金，并通过添加Mg、Cr等元素，利用不同的强化方式，调节合金性能以达到满意的结果。 本文运用万能材料试验机、硬度计和电阻仪等手段来研究拉拔加工和热处理过程中铜合金力学性能和电学性能的变化，运用SEM、XRD、电子探针来研究合金元素的加入对材料微观结构的影响，从而弄清导致合金性能变化的本质。同时，考虑到实际工程中的应用，对部分合金的耐腐蚀性和抗氧化性能作了初步的研究。 研究结果表明： 1、经过冷拔处理的铜碲合金，时效处理后生成析出相Cu<,2>Te，对铜的导电率影响不大，随着Te含量的增加，合金的抗拉强度提高，但是提高能力非常有限。应用失重法对铜碲合金在3.5％NaCl溶液中进行耐蚀性测试，实验证明，由于铸造性能的改善，铜碲合金表现出比相同铸造条件下的纯铜更好的耐蚀性。 2、在铜碲二元合金中加入一定含量的第三组元Mg，可使合金的抗拉强度比铜碲合金提高40％，但导电率也下降到70％IACS。经过SEM和XRD的分析，Mg元素主要以固溶态形式存在，成为三元合金强度提高的主要因素。同时在实验中发现，随着Mg含量的增加，铜合金的再结晶温度明显提高。在冷热循环的氧化过程中，铜碲镁三元合金表现出了优异的抗氧化性能。初步认为是Mg元素起到了类似稀土元素的活性效应，增强了氧化膜的抗剥落能力。 3、在铜碲二元合金中加入Cr，合金的硬度明显提高，但是导电率随之降低。在热处理过程中，伴随着Cr粒子的析出，合金出现一个硬化峰，同时导电率逐渐提高，最高导电率甚至接近纯铜的导电率。实验结果表明，铜碲铬三元合金硬化峰和导电率最大值都出现在450℃附近。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

第二章材料制备和实验方法

第三章Cu-Te合金制备和时效工艺的研究

第四章铜碲合金在3.5％NaCl溶液中腐蚀行为的研究

第五章镁对铜碲合金性能的影响

第六章铜碲镁多元合金的抗氧化性能研究

第七章Cr的加入对Cu-Te合金性能的影响

第八章结论

参考文献

附录硕士期间发表的学术论文

致谢

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