定向组织变形铜的退火孪晶的研究

Metal materials containing coherent twin boundaries at nanoһmeter scale are attracting more and more research interest of material scientists because of their excellent comprehensive performance. But how to fabricate metal materials containing relatively high density twins is a hard task. In this project optical microscope, scanning electric microscope, electric backscattering diffraction, and X ray diffraction technologies will be used. The annealing twins of deformed copper wires from rods fabricated by continuous unidirectional solidification process will be analyzed. And the influence of the primary microstructure orientation, deformation, and annealing procedures on annealing twins will be investigated, including the effect on twin size, distribution, density and orientation, etc. Thus guide for the fabrication technology for metal materials containing twins will be provided.

纳米尺度的挛晶界面金属材料由于其优异的综合性能吸引着愈来愈多的材料科学家的研究兴趣，但是如何制备具有较高密度挛晶结构的材料却是一项艰巨的课题。本项目拟综合运用光学显微镜、扫描电镜、背散射电子衍射、透射电镜、X射线衍射等技术分析连续定向凝固变形铜的退火挛晶组织，探讨初始组织取向、变形以及退火制度等对变形铜退火孪晶组织的影响规律，包括对挛晶的尺寸、分布、密度与取向等的影响等，从而为挛晶结构材料的制备技术提供指导与借鉴作用。

工业应用中往往需要导体材料同时具有高强度和高导电性，但在常规金属材料中这两种性能往往不可兼得。通过引入大量孪晶可以使材料在提高强度的同时而保持较高的伸长率与导电性。而有关孪晶的形成的研究还需要不断地丰富。 .本研究中采用连续定向凝固技术制备了具有连续柱状晶组织的纯铜杆坯，然后通过后续大变形加工技术，获得了不同变形量的线材样品，随后对线材样品进行退火处理。综合运用了光学显微镜、扫描电镜、背散射电子衍射、透射电镜、X射线衍射等技术分析强织构变形铜的退火孪晶组织。.研究发现，随着变形量的增大，退火孪晶片层的长度和片层宽度是逐渐减小的，而孪晶数量先增大后减小。大的形变量对于再结晶织构的生成具有明显的促进作用，而再结晶织构继承了原始变形织构的主要组分。退火后线材的晶粒取向差比退火前大为增加。.相同变形量的丝材退火时，其退火孪晶数量随退火温度的升高先升高后减小。短时高温退火与低温长时间退火相比，前者能够增加重合位置点阵晶界∑3的含量。虽然高温退火后孪晶数量有一定提高但数量有限且尺寸在微米级，其对抗拉强度的提高不明显。.本工作有利于深入认识定向组织变形铜在退火过程中的组织性能演变、尤其是孪晶在变形与退火过程中的形成规律，从而对铜线材的变形加工与退火工艺的制定以及孪晶结构制备技术具有重要的指导意义与参考价值。