铜铝铸轧复合板界面结构演变及结合性能研究

发布时间：2020-12-02 14:13

　　铜铝层状复合材料是一种性能优异的金属复合材料,它将低电阻和高热导率的铜与质轻价廉的铝相结合,使铜、铝两种金属在成本和性能上取长补短,产生极高的性价协同效应。铜铝层状复合材料在航空航天、电力电子、通讯及光伏新能源等领域中得到了广泛应用。铸轧复合技术是制备铜铝层状复合材料的一种新型方法。这种方法是将连续铸造与半固态结合,基于铸造复合的高温和轧制复合的压力,实现了异种金属高强冶金结合,具有制备过程高效节能,产品性能优异的特点。在水平双辊铸轧法制备铜铝层状复合板的中试生产过程中,出现了产品性能差、生产不稳定和冶金结合低等问题。在加工过程中,复合板的界面容易出现化合物增厚、种类增多、开裂和分离等现象,导致复合板分层、断裂和性能降低。本论文针对铜铝铸轧复合板中试制备和加工过程中的若干问题,采用有限元模拟方法,对铸轧过程的工艺参数进行优化,从而制备出了性能优良的铜铝复合板;并对其界面结构进行了表征分析。通过研究铜铝铸轧复合板加工过程中界面结构、结合性能以及这两者之间的关系,探索了界面与基体的协同作用和形变机制,分析了复合板结合性能的强化机制,建立了加工工艺、界面结构和结合性能这三者之间的有机联系,实... 

【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校

【文章页数】：111 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 铜铝层状复合材料的特点、制备方法及应用研究概况
        1.2.1 铜铝层状复合材料的特点
        1.2.2 铜铝层状复合材料的应用研究
        1.2.3 铜铝层状复合材料的制备方法
    1.3 铜铝层状复合材料的铸轧复合制备及有限元模拟
        1.3.1 金属层状复合板的铸轧复合方法
        1.3.2 铸轧复合过程的有限元模拟
    1.4 铜铝层状复合材料的加工过程
    1.5 铜铝层状复合材料的界面研究
        1.5.1 界面表征与分析
        1.5.2 界面相生长规律
    1.6 界面与基体材料的协同作用及复合板的结合性能
        1.6.1 界面与基体材料的协同作用
        1.6.2 复合板的结合性能
    1.7 本论文的研究目的和主要研究内容
2 实验材料与实验方法
    2.1 试验材料
    2.2 铜铝复合板的铸轧复合工艺
    2.3 铜铝复合板的加工过程
        2.3.1 铜铝复合板的冷轧加工
        2.3.2 铜铝复合板的退火处理
    2.4 微观组织分析及性能测试
        2.4.1 界面微观组织分析
        2.4.2 力学性能测试
3 铜铝复合板的铸轧复合过程模拟及界面结构
    3.1 铜铝复合板的铸轧过程模拟
        3.1.1 铸轧稳态模型的构建
        3.1.2 复合板铸轧区及铜铝界面温度场分布
1的优化与影响">        3.1.3 HTC₁的优化与影响
        3.1.4 铸轧速度的影响
        3.1.5 浇铸温度的影响
    3.2 铸轧态铜铝复合板界面结构及形成机制
        3.2.1 界面结构
        3.2.2 界面物相判定及相界结合方式
        3.2.3 铸轧过程界面层的形成机制
    3.3 小结
4 轧制过程中铜铝复合板界面演变及协变机制
    4.1 轧制过程铜铝复合板的变形规律与界面结构演变
        4.1.1 铜铝复合板的变形规律
        4.1.2 复合板的界面结构演变
    4.2 界面与基体的协同作用和形变机制
        4.2.1 轧制过程
        4.2.2 拉伸过程
    4.3 小结
5 退火过程中铜铝复合板界面演变及生长规律
    5.1 退火过程铜铝复合板界面演变
        5.1.1 退火温度对界面层结构的影响
        5.1.2 退火时间对界面层结构的影响
    5.2 退火强化态的微观形貌
    5.3 轧后退火界面结构演变
    5.4 退火过程界面层的生长规律
    5.5 小结
6 铜铝复合板加工过程剥离性能及强化机制
    6.1 铜铝复合板加工过程剥离性能
        6.1.1 轧制过程铜铝复合板的剥离性能
        6.1.2 退火过程复合板剥离性能
    6.2 复合板的剥离形貌与强化机制
        6.2.1 铸轧态复合板剥离形貌与强化机制
        6.2.2 轧制过程复合板剥离形貌演变与强化机制
        6.2.3 退火过程复合板剥离形貌演变与强化机制
        6.2.4 轧后退火过程复合板剥离形貌演变与强化机制
    6.3 小结
7 结论
参考文献
在学期间发表的学术论文及研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
[1]我国铜产业发展现状研究[D]. 刘畅.中国地质大学(北京) 2017



本文编号：2895442