激光粉末床熔融增材制造高导热银-铜异种金属界面的微观组织和显微硬度研究

作     者：陈乔雨 殷杰 陈兴宇 徐海升 李正 黄田野 刘富初 关凯 朱安东 尹作为 郝亮 CHEN Qiaoyu;YIN Jie;CHEN Xingyu;XU Haisheng;LI Zheng;HUANG Tianye;LIU Fuchu;GUAN Kai;ZHU Andong;YIN Zuowei;HAO Liang

作者机构：中国地质大学(武汉)珠宝学院湖北武汉430074 中国地质大学(武汉)先进制造研究所湖北武汉430074 湖北三江航天江北机械工程有限公司湖北孝感432000 中国地质大学(武汉)机械与电子信息学院湖北武汉430074 北京鑫精合增材制造技术有限公司北京102200 

出 版 物：《材料开发与应用》 (Development and Application of Materials)

年 卷 期：2024年第39卷第1期

页      面：1-13页

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(61805095) 装备预研教育部联合基金创新团队项目(8091B042207) 湖北省揭榜制科技项目(2021BEC010) 湖北省珠宝工程技术研究中心基金(CIGTXM-03-202307) 中央高校基本科研业务费专项(2021239) 

主　　题：激光粉末床熔融 高导热金属 异种金属 微观组织 力学性能 

摘      要：银和铜由于其优异的高导电和导热(HETC)特性,被广泛应用于智能电子、可穿戴设备、医疗等关键领域。激光粉末床熔融(LPBF)技术是一种高精度制造异种金属部件的创新技术,拓展了银-铜在新兴高科技领域的应用。本研究采用LPBF技术成功制备无宏观缺陷的Ag7.5Cu/Cu10Sn/Ag7.5Cu银-铜异种金属样件,探究了Ag7.5Cu/Cu10Sn(A/C)和Cu10Sn/Ag7.5Cu(C/A)界面的微观组织对显微硬度的影响。研究发现,高导热基底增强了A/C和C/A界面结合区的熔池流动,减少了孔隙与裂纹缺陷,提高了界面结合强度。界面结合区的梯度晶粒阻碍了微裂纹的扩展,有利于减少裂纹缺陷,晶粒的各向同性使两个界面都具有良好的宏观力学性能。A/C界面更强烈的马兰戈尼对流形成了更宽的结合区,促进了元素的广泛迁移,减少了宏观偏析,使结合区的平均硬度(183.34HV)高于C/A界面的(134.27HV)。本研究为LPBF制备HETC异种金属提供了理论指导和工艺参考。