不同成分铝/铜双金属复合材料的热变形行为及其本构模型

通过等温压缩实验,研究Al/Cu双金属复合材料在400~500℃、应变速率0.001~0.1 s^(-1)条件下的热变形行为,并考虑复合材料成分体积分数(Al含量为30%~51%)的影响。采用Arrhenius模型和混合定律(ROM)模型建立新的本构方程。流变应力(FS)实验表明,工艺参数和体积分数对复合材料的流变行为有影响,而Cu的体积分数对复合材料的高温流变行为影响更大。对于体积分数为51%、42%和30%Al的复合材料,建立的Arrhenius型本构方程和ROM模型的相关系数(R)分别为0.9826、0.9742和0.9718,其平均相对误差分别为0.18%、1.69%和-0.84%。结果表明,新建立的本构模型能较好地预测双金属复合材料的热加工行为。最后,研究不同工艺条件下复合材料的显微组织,确定三种不同成分Al/Cu复合材料在不同温度、应变和应变速率范围内的主要热变形机制。

固-液复合铸造铝/铜双金属复合材料组织及性能研究

利用固-液复合铸造法实现了Al-Mg-Si合金与Cu-Cr-Zr合金的复合制备,对所制备Al-Mg-Si/Cu-Cr-Zr双金属复合材料的组织及性能进行表征分析。结果表明:复合材料中铝合金侧主要由α-Al基体和(Mg,Si)相组成;铜合金侧主要由铜基体和富Cr相组成;复合材料界面过渡层厚度约5~10μm,主要由铜和铝元素组成,过渡层中未见明显的析出相。随着复合材料中铜合金侧厚度的增加,材料的抗拉强度提高;随着环境温度的降低,铝/铜复合材料的抗拉强度先逐渐提高然后降低;当环境温度为零下30℃,复合材料的抗拉强度约390 MPa。

石墨烯化学镀铜对放电等离子烧结石墨烯增强铝基复合材料组织和性能的影响

通过化学镀方法得到镀铜石墨烯粉末,再通过静电自组装方法将镀铜石墨烯粉末与铝粉混合,然后经放电等离子烧结工艺制备镀铜石墨烯增强铝基复合材料,研究了不同质量分数(0.1%,0.2%,0.3%,0.4%,0.5%)镀铜石墨烯增强铝基复合材料的微观结构和性能,并与质量分数0.1%未镀铜石墨烯增强铝基复合材料进行对比。结果表明:镀铜石墨烯在复合材料中分散均匀,复合材料的相对密度均在99%以上;铝和铜发生反应生成了中间相Al_(2)Cu,但未有Al_(4)C_(3)界面相生成;镀铜石墨烯增强铝基复合材料的硬度和耐磨性能均优于未镀铜石墨烯增强铝基复合材料;随着镀铜石墨烯含量的增加,复合材料的硬度先升高后降低,磨损质量损失和摩擦因数均呈先减小后增加的趋势。当镀铜石墨烯的质量分数为0.2%时,复合材料具有优异的综合性能,其硬度为74.7 HV,磨损质量损失和摩擦因数均最小,分别为0.0023 g和0.259,磨损机制为氧化磨损。

铜铝双金属材料对硝基苯废水的还原降解研究

以废旧铝箔为原料,采用化学镀铜的方式制备了铜铝双金属材料(Cu@Al^(0))并应用于硝基苯废水的还原降解。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等手段对制备的材料进行表征,系统考察了镀铜率、初始pH、Cu@Al^(0)投加量、硝基苯初始浓度对硝基苯降解效果的影响,最后借助紫外可见吸收光谱(UV-Vis)和气相色谱(GC)进一步揭示了Cu@Al^(0)对硝基苯的还原降解机理。结果表明,金属铜可成功负载在铝箔表面,当铜负载率为3.43%,初始pH=3,Cu@Al^(0)投加量为0.50 g,硝基苯初始质量浓度为100 mg/L,反应时间为20 min时硝基苯的降解率可达88.4%,且Cu@Al^(0)具有良好的循环利用性能。Cu@Al^(0)对硝基苯的降解是从亚硝基苯到羟基苯胺再到苯胺的逐步还原过程,初始pH过高会影响中间产物亚硝苯进一步还原成最终产物苯胺。

镁/铝双金属复合材料成形工艺的研究进展及影响结合层的因素

镁合金和铝合金具有密度低、比强度高等特点,在汽车轻量化方面具有显著优势。Mg/Al双金属复合材料兼具2种金属的优点,在运输、电子3C等领域具有广泛的应用前景。制备Mg/Al复合材料的方法可分为焊接、铸造、轧制和挤压4大类。在制备Mg/Al复合材料时,4种方法均会不可避免地在界面结合处产生硬脆相的金属间化合物(IMC),如Al_(3)Mg_(2)、Al_(12)Mg_(17)等。硬脆相的IMC往往不利于Mg/Al之间的结合。提高Mg/Al双金属复合材料结合强度的关键是消除或者减少IMC。针对以上问题,综述了目前较为前沿的焊接、铸造、轧制、挤压等用于制备Mg/Al双金属复合材料的新工艺,分析了不同工艺及其参数、夹层合金元素、界面形状对结合层组织和性能的影响。最后,对目前制备Mg/Al复合材料成形工艺的研究现状进行了总结与展望。

充芯连铸法制备铜包铝双金属复合材料的研究

提出了一种制备包覆双金属复合材料的新工艺,即充芯连铸法制备包覆双金属复合材料的工艺。试验研究了铜包铝双金属棒制备的工艺,分析了铜包铝双金属棒的外观、断面和界面。结果表明:采样充芯连铸法工艺可以连续稳定地制备铜包铝双金属棒,包覆层厚度均匀。

铜包铝双金属复合材料连铸充芯成形工艺研究

设计和制造了双金属充芯连铸一次成形设备 ,并通过一系列的试验确定了合理的工艺参数 ,试验证明 :在下坩埚和水冷铜结晶器接触长度为 2 0mm ,二次冷却喷水口位置在结晶器下 95mm处 ,铜液温度为 12 5 0～ 13 2 0℃ ,铝液温度为70 0℃左右 ,拉速为 16mm/min时 ,拉制出良好的铜包铝复合棒。

铜铝双金属复合材料的研究进展

铜铝双金属复合材料由于其优良的综合性能受到广泛关注和研究。介绍了铜铝双金属复合材料的发展概况,综述了复合技术、界面行为、金属间化合物的形成和生长规律、金属间化合物的微观结构以及铜铝间的扩散行为等方面内容,论述了铜铝复合材料的力学和电学性能的研究进展,并提出了其发展趋势。

表面处理对铜铝双金属界面结合强度的改善研究

铜和铝作为两种具有广泛应用和优异性能的金属,其组合产生的双金属复合材料具有许多独特的优点。铜具有良好的导电性、导热性、易焊接性、低接触电阻、易电镀性和美观的外观,而铝则以其廉价、质轻、优异的散热性能和经济性而闻名。通过将铜和铝合成为双金属复合材料,可以实现两种金属的优点的整合,为各种工业应用提供了极具吸引力的材料选择。本研究旨在探讨表面处理技术对铜铝双金属界面结合强度的影响,并尝试找到能够有效改善界面结合强度的表面处理方法。

铝铜双金属复合材料生产新工艺

本文提出一种生产铝铜双金属材料的新工艺。

铜铝复合排在交流金属封闭开关设备上的应用

近年来,随着交流金属封闭开关设备在配电网上的广泛使用,铜材的使用量巨大,全球能源紧张,受国家环保政策影响,积极提倡绿色能源,节能降耗。目前,采用新材料替代传统铜排已成为发展趋势,铜铝复合排以良好的导电性、自重轻、良好的力学性能、良好的延展性和可靠性、最佳的经济性成为铜排的最佳替代品,多种试验数据显示在交流金属封闭开关设备上应用良好,稳定可靠,节能,使交流金属封闭开关设备作为一种新型电力节能产品。

C18150铜/1060铝层状复合材料铸轧工艺优化及组织性能研究

目的通过有限元模拟方法探究铸轧过程中铜铝层状复合材料温度场和液相率的演变规律,确定铸轧过程中的最优走坯速度和浇铸温度,并制备一种具有高强高导的铜/铝/铜层状复合材料。方法基于Ansys Workbench软件中的Designmodeler模块建立二维模型,使用JMatPro软件模拟C18150铜和1060铝的热物性参数,通过Mesh模块进行网格划分并利用Fluent模块对模型进行求解。通过调整和优化走坯速度和浇铸温度等参数,研究其对液相率和温度场的影响。制备了高强高导铜/铝/铜层状复合材料,并通过场发射扫描电镜、电子万能试验机、手持式导电率测试仪和扫描电镜等手段对铜/铝/铜层状复合材料界面的微观组织、抗拉强度、导电率以及拉伸断口进行表征和分析。结果当走坯速度和浇铸温度分别为1.2mm/min和963K时,铸轧效果最佳,制备的复合材料界面平整且结合良好,界面处存在Al_(2)Cu和Al_(4)Cu_(9)双界面层。拉伸强度和延伸率分别为201MPa和16%,铜侧导电率为87%IACS,铜铝断口处均出现了大量韧窝,表明为韧性断裂。结论通过优化铸轧工艺参数制备的铜/铝/铜层状复合材料具有优异的强度和导电率。

机器学习辅助预测铜铝复合材料界面结构与性能

采用支持向量回归、人工神经网络和随机森林三种机器学习算法,建立了铜铝复合材料在连铸复合(固/液扩散)和退火(固/固扩散)时工艺参数与界面层厚度、界面结合强度的关系模型,为铜铝复合材料的界面调控提供了新方法。基于界面结合强度预测模型,采用遗传算法优化连铸复合工艺,得到的优化参数为:铝液温度θ_(Al)=799℃,铜液温度θ_(Cu)=1220℃,拉坯速度v=83 mm/min,一次冷却水流量Q1=576 L/h,二次冷却水流量Q2=716 L/h。相关性计算以及界面剪切实验表明,Al_(2)Cu层对断裂过程和界面结合强度有较大影响。

铜铝层状复合材料研究进展

铜铝层状复合材料既具有铜优良的导电和导热性能,又具有铝的质轻、耐腐蚀的优点,兼具优良性能和成本经济,可广泛应用于电力电气、通讯、新能源等领域。鉴于铜铝层状复合材料的优良性能和广泛的应用前景,铜铝层状复合材料逐渐成为当前研究的热点,本文主要对铜铝层状复合材料的制备工艺、复合机理、变形行为、热处理以及导电性能等研究进行综述。

铜铝双金属梯度材料的研究进展

铜铝双金属梯度材料有着优异的力学、化学和物理性能。铜铝双金属梯度材料作为一种典型的双金属复合材料,综合利用铜的高导电、高导热,以及铝的质轻、易焊接、低成本等优点而被应用于各大领域,并受到国内外研究人员的广泛关注。基于双金属梯度材料性能特点,本文综述了铜铝双金属梯度材料的制备方法,分析了其优缺点,重点评析了组合复合工艺在制备铜铝双金属梯度材料的应用,旨在协助工程师选择合适的制备工艺,优化相应的处理参数,从而节约成本、强化结合质量并提高生产效率。

铜铝双金属复合材料在幕墙行业中的应用

随着我国工业技术的快速发展,铜铝双金属复合材料逐渐成为幕墙行业中的关注焦点。铜铝双金属复合材料,既具备了铜材的高导电、导热率等性能,更兼具了铝材的质轻、耐腐蚀、经济美观的优点。将铜铝双金属复合材料应用于幕墙设计之中,有利于增强幕墙结构的稳定性、科技性、美观性、形体可塑造性等。文章以铜铝双金属复合材料为案例,分析其优化思路及提出加强对铜铝复合材料的结构布置、重视幕墙结构设计的一体化、明确金属复合材料的施工要点等幕墙使用方法,以期为我国工业设计及建筑装饰行业提供一定参考。

铜包铝双金属复合材料构件工装的数字化设计

常规铜包铝双金属复合材料构件在制造过程,人为因素影响构件加工质量的程度较高,因此提出铜包铝双金属复合材料构件工装的数字化设计。通过搭建铜包铝双金属复合材料构件分析模型,结合数字化设计技术,完成数字化设计。

激光熔覆工艺参数对铜/钢双金属复合材料组织的影响

铁路道岔部件的Q235钢制滑床板在服役时需要人工涂油减摩,造成极大的人力物力浪费。采用具有自润滑性能的铜基材料与钢铁材料复合,制备铜/钢双金属复合材料,可以实现减摩耐磨耐蚀功能,作为滑床板材料具有极大的应用前景。通过激光熔覆技术可以高效制备铜/钢双金属复合材料,而激光熔覆参数对材料性能具有重要的影响。研究了激光熔覆工艺参数对熔覆层界面组织的影响,对不同的激光功率、扫描速率参数进行了分析。研究结果表明,在粉胶比为1:1、预置粉末厚度为1 mm时,选择激光功率1000 W,激光扫描速率1000 mm/min时,熔覆层组织最佳,其表面组织为α-铜相与Fe 8 CuS弥散相,界面处组织为α-铜相、富铁相与Fe8CuS弥散相,界面冶金结合良好。

铜包铝复合材料研究进展

对铜包铝复合材料及其相关领域的研究现状进行评述。介绍铜包铝复合材料的主要制备方法、铜铝的界面结合机理、铜铝二元合金相图、金属间化合物相的形成与长大规律等方面的研究成果,并对铜包铝复合材料的发展进行展望。

铜/铝层状复合材料结合机理与界面反应研究进展

对铜/铝层状复合材料的固相结合机理及扩散退火过程中界面金属间化合物的形成和生长规律的研究进展进行论述,并提出该材料今后的发展趋势。