原位观察铜网格增强Al/Cu复合材料的断裂行为

发布时间：2024-12-01 00:07

　　 将一种按正交法编织的铜网格作为增强体引入到铝基体中制备了Al/Cu复合材料,再借助原位拉伸扫描电镜(SEM),观察了铝铜复合材料的组织演变,研究了其断裂机理与力学性能之间的关系.结果表明:在相同轧制变形量下,25℃冷轧和400℃热轧均可破碎增强体铜网格,并使其均匀分布于基体铝板.复合板原位拉伸下的载荷-位移曲线均表现出明显的弹性阶段、塑性阶段和失效阶段,微裂纹在Cu颗粒周围和应力集中处萌生,主裂纹及其扩展主要是Cu颗粒周围界面分层开裂与微裂纹沿滑移线方向的扩展共同作用下形成的,并且最终沿滑移线的断裂路径与单轴拉伸方向呈45°.发生在Al层的塑性断裂和Al/Cu结合界面上的界面分层断裂是Al/Cu复合板两种主要的失效方式.

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【部分图文】：

图1 铜网格SEM形貌图

增强体材料:T2紫铜纤维网格.纤维网格由丝径为35μm的紫铜丝以正交法致密编织而来,其目数为350目,平均厚度为50μm.纤维铜网格的SEM结构如图1所示.两种材料的化学成分见表1.首先,将Al-1060薄板和350目铜网沿其长宽方向按照100mm×50mm的尺寸进行剪裁....

图2 原位拉伸试样尺寸简图(mm)

在场发射扫描电子显微镜(SEM,Quanta450FEG)配备的原位拉伸台上进行原位拉伸实验.首先,采用电火花线切割慢走丝方法,沿Al/Cu复合薄板的轧制方向切割原位拉伸试样.原位拉伸试样的具体尺寸如图2所示,试样标距部分的长度和宽度分别为4mm和2mm.原位观察平面为Al....

图3 不同轧制条件下Al/Cu复合材料的载荷-位移曲线

图4描述的是冷轧条件下Al/Cu复合材料在不同载荷下的拉伸变形过程.经61%的轧制变形后,铜网格被破碎成圆形和细长条两种形状,并以交替间隔的顺序均匀分布在铝基体中(如图4a所示).在图4b中,当拉伸载荷增加至190N时,可以看到轻微的界面分层,但整个样品的形貌没有明显变化.此外....

图4 冷轧态Al/Cu复合板不同载荷下的原位SEM显微照片

图3不同轧制条件下Al/Cu复合材料的载荷-位移曲线图5描述了热轧条件下Al/Cu复合板的原位拉伸变形行为.在图5a中,圆形和细长条形状的铜颗粒与铝基体结合状态良好,且结合面上没有出现任何开裂的现象.从图5b可以看出,随着载荷增加至250N,处在塑性变形阶段的Cu颗粒周围开始....

本文编号：4013227