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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 材料区 » 金属 » 基础研究 » 铜合金导电性讨论
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zhangbaobing

新虫 (小有名气)

[求助] 铜合金导电性讨论已有2人参与

各位虫友大神好。
最近在做一些关于高导电性铜合金的研究，有一个疑问：对于传统导电性铜合金比如Cu-Cr体系，现在有两种处理手段。
1：对于这种合金进行相应的固溶处理，然后关闭炉子，让其温度逐渐降低，也就是所说的随炉冷却，这时，第二相会逐渐析出长大，但因为析出热力学不大，第二相不够弥散，并且尺寸一般较大。
2：对于合金进行相应的固溶处理后，淬火，然后在一个合适的温度下时效处理，这时第二相比较弥散，会有比较高的强度。
现在先不考虑两者的强度，主要考虑的是导电性，请教各位虫友，这两者的导电性哪一个会更好？有相应的参考文献更好。
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岁月静好！
1楼2015-02-05 22:01:07
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dickliu7

铁杆木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
zhangbaobing: 金币+10, ★★★很有帮助 2015-02-09 15:44:50
導電性決定於自由電子在金屬原子間的移動順暢度，純金屬一般導電性最高，添加合金元素之後，因為晶格扭曲導致導電性下降。再者如果合金元素能夠以化合物的型態析出，相當於基地的金屬純度提高，所以導電度雖不如純金屬，但是會比合金元素以固溶的方式存在為高。但是同樣是析出，如果是退火，因為析出物尺寸很大，與基地的整合性(Coherence)消失，所以可視為晶格扭曲較小，所以導電性較佳。但是若是固溶後析出，尺寸很小，與基地若保持整合，那析出物附近的應變場，將會影響自由電子的移動。最明顯的例子，就是鋁合金隨著析出的進行，導電性隨之增加。
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2楼2015-02-05 23:03:25
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zhangbaobing

新虫 (小有名气)
引用回帖:
2楼: Originally posted by dickliu7 at 2015-02-05 23:03:25
導電性決定於自由電子在金屬原子間的移動順暢度，純金屬一般導電性最高，添加合金元素之後，因為晶格扭曲導致導電性下降。再者如果合金元素能夠以化合物的型態析出，相當於基地的金屬純度提高，所以導電度雖不如純金 ...

您说的这个很对，但前提是不管是时效，还是炉冷，第二相都基本上会从基体中析出完全。
但现在的疑问是：在时效条件与炉冷条件下，两者所析出的第二相体积是否相同？因为炉冷条件变化比较温和，析出热力学动力没有时效强，我个人认为炉冷样品会残留更多的元素，从而降低基体的导电性。您看这种说法是否有道理？
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岁月静好！
3楼2015-02-09 15:43:46
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dickliu7

铁杆木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

引用回帖:
3楼: Originally posted by zhangbaobing at 2015-02-09 15:43:46
您说的这个很对，但前提是不管是时效，还是炉冷，第二相都基本上会从基体中析出完全。
但现在的疑问是：在时效条件与炉冷条件下，两者所析出的第二相体积是否相同？因为炉冷条件变化比较温和，析出热力学动力没有 ...

?钠胶庀鄨D?砜�(當然�?務上可能有所偏離)，在室溫兩種製程的相比例應該是相同的，退火的二次相不是析出的動力比較弱，而是因為沒有過飽和，所以nucleatiion site少很多，例如空孔(Vacancy)數就差�?很大，所以退火後的析出相會是相當大尺寸，因為析出物的體積，理論上是一樣的。
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4楼2015-02-09 16:33:42
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jxlwj073

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★
zhangbaobing: 金币+5, ★★★很有帮助 2015-02-09 22:32:36
我们假设两种处理的合金元素全部沉淀析出，那么异类元素固溶对导电性的影响。两种处理全部析出那么第二相的总量是相等的，两者的区别是固溶析出颗粒会较大，数量少，相界少，而固溶淬火时效析出颗粒细小弥散，所以相界多，对电子的散射大，所以其导电性会比第一种处理差些，但弥散强化效果比第一种处理好。本身高强与高导就是相互抑制的性能，关键是怎么去平衡这两个指标。
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5楼2015-02-09 20:17:57
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zhangbaobing

新虫 (小有名气)
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5楼: Originally posted by jxlwj073 at 2015-02-09 20:17:57
我们假设两种处理的合金元素全部沉淀析出，那么异类元素固溶对导电性的影响。两种处理全部析出那么第二相的总量是相等的，两者的区别是固溶析出颗粒会较大，数量少，相界少，而固溶淬火时效析出颗粒细小弥散，所以相 ...

道理是这么个道理，关于时效强化的导电性差，强度高这一点我是赞同。我们现在主要关注的是导电性，当然关于强度的问题，会通过后续的变形进行相应提高。
但现在的问题是我对于Cu-Ag合金体系进行固溶-炉冷以及固溶-时效处理后，从SEM图片上发现炉冷样品的第二相确实比较粗大，没有时效样品的弥散。这都不是重点，重点是固溶-炉冷样品的导电性竟然比时效样品的还要差，这我就很不能理解。还望您能解惑啊...
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岁月静好！
6楼2015-02-09 22:32:23
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zhangbaobing

新虫 (小有名气)
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4楼: Originally posted by dickliu7 at 2015-02-09 16:33:42
?钠胶庀鄨D?砜�(當然�?務上可能有所偏離)，在室溫兩種製程的相比例應該是相同的，退火的二次相不是析出的動力比較弱，而是因為沒有過飽和，所以nucleatiion site少很多，例如空孔(Vacancy)數就差�?很大，所以退火後 ...

道理是这么个道理，关于时效强化的导电性差，强度高这一点我是赞同。我们现在主要关注的是导电性，当然关于强度的问题，会通过后续的变形进行相应提高。
但现在的问题是我对于Cu-Ag合金体系进行固溶-炉冷以及固溶-时效处理后，从SEM图片上发现炉冷样品的第二相确实比较粗大，没有时效样品的弥散。这都不是重点，重点是固溶-炉冷样品的导电性竟然比时效样品的还要差，这我就很不能理解。还望您能解惑啊...
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岁月静好！
7楼2015-02-09 22:32:56
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dickliu7

铁杆木虫 (著名写手)

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7楼: Originally posted by zhangbaobing at 2015-02-09 22:32:56
道理是这么个道理，关于时效强化的导电性差，强度高这一点我是赞同。我们现在主要关注的是导电性，当然关于强度的问题，会通过后续的变形进行相应提高。
但现在的问题是我对于Cu-Ag合金体系进行固溶-炉冷以及固溶 ...

附件是一份Cu-Ag的EC值與時效時間的關係圖，可以看出時效時間越長(析出物顆粒越大)，EC值越大。退火是最極端的過時效(Overaging)，所以析出物的尺寸應該是最大的，所以導電性會是最好的。

至於你的差�?，我是建議：

重覆再做一次，注意比較製程有無特別的差�?點，例如退火的時間與冷卻速度是否太快。
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zhangbaobing
8楼2015-02-09 23:20:37
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zhangbaobing

新虫 (小有名气)
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8楼: Originally posted by dickliu7 at 2015-02-09 23:20:37
附件是一份Cu-Ag的EC值與時效時間的關係圖，可以看出時效時間越長(析出物顆粒越大)，EC值越大。退火是最極端的過時效(Overaging)，所以析出物的尺寸應該是最大的，所以導電性會是最好的。

至於你的差�?，我是建 ...

好吧。关于这样的结果我也是暂时难以理解，只能等年后再重复一次实验，看看到底是哪里出现的问题。到时候再与您讨论哈
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岁月静好！
9楼2015-02-10 09:26:41
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