納米Ag纖維相強化Cu-Ag合金具有較高強度可抵抗強磁場(chǎng)Lorentz力并兼有較高電導率可避免大電流產(chǎn)生高Joule熱。因此，這種合金目前在強磁場(chǎng)線(xiàn)圈繞組中作為導體材料具有重要的應用前景。
在這種合金的原始組織中，除基體外還存在富Ag或者Cu-Ag共晶體。經(jīng)過(guò)較大冷應變后，這些組織組成物可演變成為納米纖維強化相，合金便成為具有纖維相增強的微復合體，能夠比一般組織形態(tài)的導體合金表現出更為優(yōu)良的強度及導電性能。在形成纖維相的應變過(guò)程中，導電性能一般會(huì )隨應變程度的增加而下降，其變化規律與顯微組織有密切關(guān)系。分析了應變影響Cu-24%Ag合金導電性能的因素，認為在冷變形過(guò)程中纖維相直徑減小到納米級別而接近電子平均自由程時(shí)會(huì )對傳導電子產(chǎn)生更強烈的散射作用而嚴重損害導電性能。研究發(fā)現，溶質(zhì)原子在冷變形過(guò)程中由于溶解度變化會(huì )重新溶入基體，也會(huì )因點(diǎn)缺陷散射效應的變化導致合金導電性能發(fā)生變化。已有的研究表明，合金中Ag含量及第三組元不同，在強應變纖維組織形成過(guò)程中導電性能的變化規律也相應地不同。然而，已有研究主要針對具有原始組織基本不存在共晶體或存在連續共晶體的合金，導電機制研究局限于一般Cu/Ag界面的散射作用。
1.實(shí)驗方法
用給定配比的電解銅、高純銀在真空感應爐中熔煉成分為Cu-12%Ag的合金，氬氣保護下在銅模中澆注成直徑為23.0mm的棒狀鑄錠，分別于700及720℃均勻化退火2h。對鑄錠表面進(jìn)行車(chē)削加工后在室溫下經(jīng)多道次拉拔。
2.結果
由于共晶體數量較少并難以分辨出兩相層疊結構，因而基本表現為離異共晶形態(tài)。在均勻化退火時(shí)，不平衡組織的溶解和團聚導致了共晶體的離散化，先共晶基體中的過(guò)飽和Ag也得以析出，并形成一些彌散分布的次生相顆粒。
冷變形過(guò)程中，基體、共晶體及富Ag次生相均沿拉伸方向變形，共晶組織演變成寬約1um的帶狀。Cu和Ag兩相的協(xié)同變形可使合金在橫截面上始終保持加工前Cu相基體包圍島狀共晶體的形態(tài)。在更大變形程度下，共晶條帶演變成纖維束，直徑和間距均隨變形程度增大而減小。
共晶體內部包含若干更緊密排列的纖維，直徑大約為5～20nm，其中出現清晰平直的Moire條紋，表明內部位錯很少。這說(shuō)明強烈應變導致纖維晶體的直徑和間距小于胞狀位錯亞結構穩定存在的臨界尺寸，使得位錯亞結構失穩而被比表面積迅速增大的晶界和相界吸收。
3.結論
(1)Cu-12%Ag合金共晶體在強烈冷拉拔應變過(guò)程中演變?yōu)槔w維束結構，合金主要依賴(lài)共晶體纖維束之間的Cu基體導電。
(2)隨變形程度增加，共晶體纖維束間距減小，導致合金電導率下降，尤其當變形程度較大時(shí)，電導率下降更為顯著(zhù)。
(3)應變過(guò)程中共晶體纖維束與Cu基體界面間距減小或比表面積增大是合金電導率下降的主要因素，根據界面散射模型建立的電阻率與應變量之間的定量關(guān)系，可以反映拉拔變形引起的組織纖維化過(guò)程對合金導電性能的影響規律。(圖/文www.fmrose.com)