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铜包铝复合材料的热力学计算稳态分析

董勇军  王建伟  黄纯德  解浩峰  高义斌  毕虎才  
【摘要】:将铜包铝复合材料代替纯铜用作电力电缆金属屏蔽层,在节约铜资源方面有着重大的实际意义。铜包铝复合材料的芯材性质和界面特征是影响材料使用性能的重要因素,利用CALPHAD相图计算方法,对铜铝复合材料的稳定相组成、生成条件等进行热力学计算稳态分析。铜包铝芯材6201铝合金在300℃以下,有较多的Al Fe Si相和Mg2Si相可以起到强化作用;芯材AA8030铝合金在285℃以下,可以生成较多的Al13Fe4相。Al2Cu,Al Cu和Al9Cu11等主要脆性相的生成是由Al的扩散控制的。在低温条件下,铜铝二元脆性相不易生成。在300℃,Al在Al2Cu相和Al Cu相中扩散的化学势差较大,表明Al2Cu相和Al Cu相易于在铜铝复合界面处生成。因此,控制铜铝复合界面处Al2Cu相和Al Cu相的相量是提高铜包铝界面质量和结合强度的有效途径。在铜铝复合界面过渡层无两相平衡区域存在,推断从富铝端到富铜端依次主要包括了fcc(Al)固溶体、Al2Cu相、Al Cu相、Gamma相和fcc(Cu)固溶体。

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