摘要：铜基复合材料由于优异的综合性能在电子封装、电接触等领域具有重要应用价值。然而,克服材料的强-塑性倒置关系一直面临着极大的挑战,层状构型设计被认为是解决该倒置难题的有效策略。本文采用粉末冶金并结合原位反应法,通过控制铺粉工艺,制备出Cu层与TiB2/Cu复合层交叠分布的Cu-TiB2/Cu层状复合材料。研究了Cu-TiB2/Cu层状复合材料的力学性能及断裂特征,并讨论了层状结构参数对材料综合性能的影响。当Cu层与TiB2/Cu复合层的层厚比为1∶3时,Cu-TiB2/Cu层状复合材料的极限抗拉强度(UTS)为315 MPa,断裂伸长率为18%,实现了良好的强塑性匹配。基于复合材料裂纹扩展路径表征与分析,揭示了层状构型设计在抑制裂纹扩展、促使裂纹偏转等方面的作用机制,为高强韧铜基复合材料的构型设计和性能优化提供新思路。

摘要：建立了TiB_(w)/Cu、(TiB_(2p)+TiB_(w))/Cu、TiB_(2p)/Cu复合材料的三维细观结构有限元模型,基于ABAQUS非耦合的热电分析理论,通过有限元数值模拟方法揭示了复合材料微观结构特征参量与宏观导电性能之间的定量关系。结果表明:TiB_(2)颗粒体积分数为导电率主要影响因素,随体积分数增大导电率逐步减小,颗粒粒径大小对导电率影响不显著;TiB晶须体积分数和晶须取向角为导电率主要影响因素,晶须取向角平行于电流方向时导电率最好,垂直于电流方向时的导电率最差。在颗粒晶须混杂增强复合材料中,增强体体积分数和晶须取向角为导电率的主要影响因素,增强体种类对导电率影响较小。本研究为颗粒晶须混杂增强铜基复合材料导电率计算提供了新的思路和方法,为颗粒和晶须增强复合材料混杂设计提供依据。

摘要：钙钛矿无铅纳米功能电介质由于其优异的机电耦合性能成为高电压新技术领域研究热点。与商用铅基压电陶瓷相比,铌酸钾钠基(K0.5Na0.5NbO_(3),简称KNN)压电陶瓷是一种环境友好型新型电工基材,具有高居里温度、低应变迟滞及低驱动极化场强等优点。但相比于其他无铅钙钛矿功能电介质,KNN压电陶瓷电致应变及其温度稳定性较差限制了KNN基压电陶瓷的工程应用。基于此,首先详述了压电材料的机电耦合原理。然后从正、逆压电效应出发,系统归纳了无铅压电基材在电气工程中的应用现状。同时重点从多参数优化协同改性的观点出发,详细阐述了通过元素掺杂、第二相复合、热处理、新型制备工艺等方法协同改善KNN基陶瓷电致应变及其温度稳定性改性的研究进展。最后提出了亟待解决的问题及未来发展方向,包括:开发高机电耦合性能及温度稳定性的新型压电材料、探索KNN基陶瓷相结构、畴结构诱导机制、多机制协同改性工艺研发、压电器件抗老化性能研究等,期望对新型压电电介质设计提供参考。

摘要：通过对体系进行机械合金化,随后将其与Cu粉进行混合和热压烧结制备了(TiC+TiB_2)/Cu复合材料。研究表明,机械合金化促使B_4C粉末分解并向Ti粉末中的固溶形成Ti-C-B的三元混合体系,有效降低了体系的反应温度,并在随后的热压烧结中生成(TiC+TiB_2),其原因是在Ti-C-B体系中生成TiB_2相比TiB具有更低的吉布斯自由能变。当增强相含量较低时,强化相颗粒细小弥散地分布在铜基体中,且与基体界面结合良好,可显著提高复合材料的硬度;但随着含量的增加,强化相的团聚现象加剧,与基体的界面结合方式也转变为简单的机械包裹,其强化效应并不能得以体现。此外,由于机械合金化提高了体系反应的活性,有效地避免了Ti向铜基体中的固溶,当增强相的设计含量为15vol%时所制备的(TiC+TiB_2)/Cu复合材料与直接混合Cu-Ti-B_4C粉末制备的复合材料相比导电率大幅提升。

摘要：高Ag含量Cu-Ag合金因具有突出的电学和力学性能、良好的导电与强度匹配性和优异的冷加工变形能力等特点,在强磁场和电子信息领域核心部件上具有良好的应用前景,如脉冲/稳态强磁场装置水冷磁体和超大规模集成电路引线框架。本文主要基于国内外研究者关于高Ag含量Cu-Ag合金微观组织、强度和导电性能等方面的研究,从合金成分设计、制备工艺、变形加工工艺和强化机理4个方面对Cu-Ag合金制备研究进行综述。通过对比分析不同成分Cu-Ag合金微观组织特征、不同加工工艺的特点和典型Cu-Ag合金强化机理,提出了当前存在的问题,为制备宽幅面、大尺寸超高强高导高Ag含量Cu-Ag合金板材提供借鉴和思路。

摘要：综述镁合金疲劳行为、疲劳性能与材料显微组织间的关系,重点对合金基体组织、第二相、孪晶、织构以及材料缺陷等显微组织对疲劳裂纹萌生和扩展的影响等方面的研究工作进行文献分析,在此基础上提出镁合金疲劳行为、疲劳性能与材料显微组织关系方面需研究的领域和方向,以便为抗疲劳镁合金的设计和制备、镁合金部件的结构可靠性分析等提供参考与借鉴。

摘要：为优化制备(Ni_(x)Si+C)/Cu复合材料粉末冶金的工艺参数,设计正交试验,分别研究了混料方式、烧结温度及烧结时间对(Ni_(x)Si+C)/Cu复合材料微观组织及力学性能的影响。结果表明:过低的混粉能量导致SiC不能均匀分散,反应后制备的复合材料中粉末边界处存在未反应完全的SiC颗粒;过高的混粉能量导致粉末发生严重变形,加大烧结过程中元素的扩散能力,反应后制备的复合材料中粉末边界处Ni_(3)Si和C的混合物呈完整的网状结构;烧结温度的提高和烧结时间的增长,均造成所制备的复合材料粉末边界处析出的Ni_(3)Si数量增加和材料的致密度提高。除此之外,导电率和硬度均呈上升趋势。获得具有最佳导电率和硬度的(Ni_(x)Si+C)/Cu复合材料的冶金制备工艺参数组合为:振动混粉,球料比为1∶5的混料工艺,烧结温度950℃,烧结时间120 min。在该工艺条件下,验证了试样的致密度、导电率和维氏硬度,验证结果均大于正交试验所有的试样,为后续制备性能优异的(Ni_(x)Si+C)/Cu复合材料提供了重要的理论和实践参考依据。

摘要：以Cu-Ti-B体系为研究对象,利用球磨和振动混粉方法进行构型设计,通过热压烧结制备出TiB_(2)富集区(硬区)包裹纯Cu区(软区)的谐波结构TiB_(2)/Cu复合材料。研究了球形Cu粉粒径对谐波结构复合材料微观组织、传导性能和力学性能的影响。结果显示:当球形Cu粉粒径较小时,谐波结构特征不明显,且强塑性较差。当球形Cu粉粒径大于15μm时,谐波结构特征逐渐显著。当Cu粉粒径在53~75μm时,谐波结构复合材料的致密度和传导性能最优,同时TiB_(2)富集区与纯Cu区之间的不兼容变形有助于在纯Cu区产生背应力使其强化,并在TiB_(2)富集区产生相应的正应力使其韧化,背应力与正应力的共同作用使谐波结构TiB_(2)/Cu复合材料发挥较好的协调变形能力,获得更优的强塑性匹配。随着球形Cu粉粒径进一步增加,复合材料的强塑性逐渐降低。因此,在谐波结构复合材料中,调控合适的非均匀组织特征对复合材料综合性能至关重要。