【摘 要】
:
随着科技的发展与进步,各种智能电子及电气设备均向着微型化、高端化方向发展,电连接器作为电子电气设备中的关键元器件也向微小尺寸及高性能化快速发展,要求电连接器用接插件材料具有高强度、高导电、抗高温软化、耐应力松弛等综合性能。传统的Cu-Ni-Si合金通过多级时效处理可获得更小、更弥散的连续沉淀Ni2Si相,提高合金强度和导电率,但难以同步维持在1000 MPa及45%IACS以上。而Cu-Ni-Si
论文部分内容阅读
随着科技的发展与进步,各种智能电子及电气设备均向着微型化、高端化方向发展,电连接器作为电子电气设备中的关键元器件也向微小尺寸及高性能化快速发展,要求电连接器用接插件材料具有高强度、高导电、抗高温软化、耐应力松弛等综合性能。传统的Cu-Ni-Si合金通过多级时效处理可获得更小、更弥散的连续沉淀Ni2Si相,提高合金强度和导电率,但难以同步维持在1000 MPa及45%IACS以上。而Cu-Ni-Si合金可通过不连续沉淀同步提高强度及导电率成为一种新的强化方式,极有可能满足高性能电连接器用接插件材料的需求。研究Cu-Ni-Si合金成分、不连续沉淀大小、形貌、分布特点等对分析不连续沉淀对合金综合性能的作用机理具有一定价值。本文以高合金含量Cu-Ni-Si合金为研究对象,系统研究了 Ni、Si原子含量和一次析出相对合金组织性能的影响规律及机理,并探究了在不同成分的合金中不连续沉淀的析出行为;研究了预变形引入的不同种类变形带对不连续沉淀的析出行为,探明了预变形带来微观组织与合金性能的内在关系;研究了不同种类析出相对合金的抗软化行为,讨论了合金的软化机制;对比连续沉淀的Cu-Ni-Si合金,探究了不连续沉淀的Cu-Ni-Si合金的强度和导电率强化机制。主要得到以下结论:(1)随着镍硅元素的添加量增高,Cu-Ni-Si合金的硬度呈逐渐增加的趋势,且达到峰时效所需要的时效时间逐渐减小;合金的导电率随着Ni、Si含量的增加呈现出逐渐降低的趋势,表明过高的Ni、Si含量会降低合金导电率。且过高的镍硅含量会导致晶内不可避免地产生一次析出相,该一次析出相对合金强度有一定贡献,但会降低合金的塑性。(2)对比连接器用先进铜合金的主要性能指标,在时效及冷变形处理后,本研究中的Cu-4.75Ni-1.13Si合金可获得更高的导电率(50%IACS)及优秀的抗拉强度(966MPa),Cu-6Ni-1.42Si合金可获得更高的抗拉强度(1071MPa)及较为优异的导电率(46%IACS)。该体系合金获得的优异性能为下一步不连续沉淀相强化型Cu-Ni-Si系合金的设计及开发提供了数据指导及理论依据。(3)揭示了不连续沉淀相在Cu-Ni-Si合金中的生长方式,即不连续沉淀相的两端分别随着晶界的迁移及反应前沿的推进而生长,在生长过程中不连续沉淀会消耗界面前端的固溶原子及连续沉淀相,使其通过界面扩散的方式将Ni、Si原子补充至不连续沉淀相中,使不连续沉淀相沿长度方向得到原子补充而生长。(4)预变形可以增加了 Cu-Ni-Si合金的峰时效硬度,并缩短峰时效的时间。在Cu-4.75Ni-1.13Si合金中,随着预变形程度(0-2 ε u)的增加,合金中不连续沉淀的析出速度是逐渐增快的;而在Cu-6Ni-1.42Si合金中,含有滑移带的0.95 ε u预变形合金相较于含有剪切带的2 ε u预变形合金具有更快的不连续沉淀析出速度。其原因主要是Cu-6Ni-1.42Si合金中滑移带可提供不连续沉淀形核基底以及提供原子快速扩散通道的方式加快不连续沉淀的形成;而剪切带起到提高基底形核数量以及阻碍生长的作用,在形核阶段可加快不连续沉淀形核,但在生长阶段严重阻碍不连续沉淀的生长,最后减缓了不连续沉淀的形成。(5)含有连续沉淀的合金在75%冷变形及400℃低温退火30分钟后,取得了505℃的软化温度;含有不连续沉淀的合金在分85%及98%冷变形以及400℃低温退火10分钟后,分别取得了 575℃和515℃的软化温度。含有不连续沉淀的合金相较于含有连续沉淀的合金展现出了更为优异的抗软化性能,这是由于不连续沉淀对位错及晶界运动的阻碍作用更强。(6)在含有连续沉淀的合金中,对其强度影响最大的强化机制为沉淀强化;在合金进行冷变形后,其强度增量主要由位错密度提高导致的加工硬化的贡献升高所致。在含有不连续沉淀的合金中,影响其时效态及变形态强度的主要强化机制为界面阻碍机制以及加工硬化机制,其中,界面阻碍机制带来的强化效果最为明显,合金的冷变形应变越大时,合金中析出相间距越小,造成的强化效果越强。
其他文献
研究背景和目的次氯酸(Hypochlorous acid/Hypochlorous,HOCl)是一种众所周知的生理氧化剂,在正常条件下,起着抗菌剂的作用。次氯酸主要是由髓过氧化物酶(MPO)催化H2O2和氯离子产生。作为细胞中的活性氧之一,HOCl也是一种重要的生长信号,能够参与调控多种细胞生理过程。然而过量的HOCl则会导致癌症、动脉粥样硬化和其它炎症性疾病等。研究发现中性粒细胞产生的HOCl能
我国拥有丰富的褐煤资源储量,其达到占全国已探明煤炭总量的13%。我国褐煤资源主要分布在内蒙古东部和云南等区域,其中蒙东地区储量达到83%。褐煤热解是根据褐煤组成对褐煤进行分级炼制,实现褐煤资源高效梯级利用的主要途径之一。本研究针对宽粒级褐煤热解过程粉碎情况严重、料层阻力大、焦油品质差等关键技术难题,提出了一种新型的气体热载体错流热解新技术,采用煤气燃烧产生的热烟气作为气体热载体,通过改变气体热载体
天然产物全合成是现代天然产物研究的重要领域,在天然产物的研究中起着至关重要的作用。通过全合成,不仅能够对天然产物的结构进行进一步的确认,同时也在一定程度上解决了通过分离提取无法得到足量化合物的难题,为进一步研究天然产物的性质提供了有力保障,并且通过天然产物全合成的研究在理论上有望发现新反应或新试剂以发展和丰富有机化学的内容。Tumescenamide A是从海洋细菌链霉菌YM23-20的发酵液中分
能源,作为人类社会赖以生存和发展的物质基础,对社会的稳定与进步起着至关重要的作用。在当今世界的能源利用结构中,化石燃料仍是主要的能源物质,但因其不可再生性,化石燃料的过度使用终将使人类面临能源短缺的窘境。同时,化石燃料的大量消耗也会造成严重环境污染,威胁人类的健康。因此,开发与利用清洁能源、转变能源利用结构,是人类社会发展的长久之计。在清洁能源开发、转化、存储以及利用的各个环节中,都涉及电化学反应
海洋生物污损会对船舶、热交换器、海上钻井平台、码头设施、水产养殖网箱以及其它海洋环境中的水下结构产生不利影响。以船舶为例,海洋生物污损会导致较高的航行阻力,从而加剧燃料消耗,进而使得维护成本和温室气体排放量增加。涂覆有机锡(TBT)自抛光防污涂料是一种有效的生物污损防控策略,但由于TBT对环境危害较大,该类型防污涂料已于2008年被全面禁用,由此铜基涂料得以重新利用,但其也存在一定的生态环境风险,
作为国家重大战略工程,高速铁路为促进经济建设、协调城市可持续发展和服务旅客运营等提供重要支撑。随着客运量的不断增长及其对高铁服务质量需求的不断提升,如何有效保障行车作业效率和线路通过能力正在面临着前所未有的巨大挑战。目前在高铁实际运营过程中,调度员在面临着时变非线性和复杂强耦合的列车运行状态信息的同时,需要兼顾铁路运营、旅客服务和列车运行调整成本等不同需求,凭人工经验调整运行图,自动化程度亟需提高
富锂层状正极材料具有比容量高、成本相对较低及热稳定性高等优点,极有可能应用到下一代高比能锂离子电池中。然而,该材料却存在着首效低、容量电压衰减快等问题,这阻碍了它的实用化进程。实际上,富锂材料的诸多问题很大程度上源自于其在高电压态下不稳定的表层结构,而这很可能与材料的晶面取向密切相关。因此,本论文首先系统研究富锂材料在不同条件下的表层晶面分解特性,采用两种不同的复合气固表面处理法,分别对富镍型和富
金属有机框架材料(MOF)是一类高比表面积、高孔隙率的新型多孔材料,在吸附、分离、催化等工业领域具有广阔的应用前景。但是MOF是一种粉体材料,难以处理和回收;堆积的粉末会导致反应器内压降过大,容易堵塞反应器和管道,这些问题将其应用限制在实验室规模。通过一些特殊手段将MOF加工或组装成具有一定尺寸和大小的宏观MOF/聚合物复合材料,可以有效弥补MOF在实际应用过程中的短板,同时提升MOF的传质性能。
理解半结晶聚合物在拉伸过程中的微观结构演变机理,对于指导聚合物产品的加工设计与性能调控具有重要意义。在材料成型加工过程中,聚合物熔体往往处于复杂的流动场中,其结晶将在应力作用下经历多步骤有序化过程后形成。另一方面,半结晶聚合物被拉伸时可能经历晶体滑移、熔融再结晶、空洞化等多尺度结构演变过程。在实际材料应用场合中,还常会涉及不同聚合物共混的多组分体系,各组分之间的相互作用和形成的微相结构也会影响到材
重载铁路的轨道健康状态是轨道-车辆平稳安全运行的关键因素。焊接接头不良、钢轨波磨等轨道短波病害会产生异常轮轨力,造成高频振动。严重时会损伤轨道-车辆系统零部件,甚至影响安全。为了消除和减缓轨道短波不平顺带来的不利影响,各工务段投入了大量人力和财力定期上线维修。但是对于数百公里的重载线路来说,通过人工进行全面检查具有较大难度。所以,有效的轨道短波病害诊断方法对于养护维修显得极为重要,不但可以监测全路