高硬导电Cu-Ni-Si系铜合金强化相成分设计

作     者：李冬梅 韩敬宇 董闯 Li Dong -Mei;Han Jing -Yu;Dong Chuang

作者机构：大连理工大学材料科学与工程学院三束材料改性教育部重点实验室大连116024 内蒙古民族大学机械工程学院通辽028000 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2019年第68卷第19期

页      面：195-208页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0704[理学-天文学] 

基　　金：国家自然科学基金(批准号:11674045)资助的课题~~ 

主　　题：Cu-Ni- Si 合金 团簇加连接原子 相成分设计 高硬度 导电性 

摘      要：Cu-Ni-Si系铜合金有良好的导电、导热和机械性能,被广泛用于电子元器件等领域.设计Cu-Ni-Si系铜合金成分时,析出相成分的确定是关键.本文利用团簇加连接原子模型方法按析出相设计Cu-Ni-Si系铜合金的成分.依据团簇选取准则,选定d-Ni2Si,γ-Ni5Si2和β-Ni3Si相团簇式分别为[Ni-Ni8Si5]Ni,[Si-Ni10]Si3和[Si-Ni12]Si3;在基体Cu含量原子分数为93.75%,95%,95.83%,96.7%和97.5%的每一成分点处,分别按析出相δ-Ni2Si,γ-Ni5Si2和β-Ni3Si设计了系列Cu-Ni-Si合金的成分.合金原料在充满氩气的真空电弧炉中熔炼成合金锭,经950°C/1 h固溶水淬和450°C/4 h时效水淬处理.当合金的导电性成为成分设计的主因时,基体Cu含量分别在90%-95.63%和95.63%-97.5%成分区间时,析出相分别按d-Ni2Si和γ-Ni5Si2设计;基体Cu含量大于97.5%,按d-Ni2Si,γ-Ni5Si2或β-Ni3Si中任一相设计均可,导电性基本没有差别.如果合金的强度是成分设计的主因,基体Cu含量分别在90%-93.93%,93.93%-94.34%,94.34%-95.63%和95.63%-96.12%成分区间时,析出相对应于上述成分区间分别按d-Ni2Si,γ-Ni5Si2,β-Ni3Si和γ-Ni5Si2设计;基体Cu含量一旦大于96.12%,析出相按d-Ni2Si,γ-Ni5Si2或β-Ni3Si中任一相设计均可.