【摘要】：本文利用分子動力學模擬方法,模擬了固-液復合法制取銅鋁復合材料的過程,研究了保溫時間對復合材料過渡層厚度的調(diào)控作用、不同過渡層厚度的銅鋁復合材料在拉伸載荷下的力學性能,并分析了過渡層形成的細節(jié)及過渡層對力學性能的影響。研究表明,在升溫和降溫條件一致的情況下,過渡層厚度明顯受保溫時間的影響,隨著保溫時間變長,過渡層增厚,且增幅變緩。過渡層厚度對材料力學性能也有顯著影響,當材料過渡層厚度增加的時候,材料的楊氏模量、彈性極限、屈服極限及強度極限都相應的降低,且降幅變緩。銅鋁在固液復合過程中,由于銅原子處于固態(tài),鋁原子處于液態(tài),鋁原子相對于銅原子處于高活性狀態(tài),相互擴散主要是以銅原子脫離固態(tài)與鋁原子充分熔合為主,其次是少量鋁原子進入固態(tài)銅中間進行熔合。過渡層主要是由金屬間化合物及原子團組成,它們的存在是降低材料強度的主要因素。過渡層變厚時,相應的金屬間化合物種類及數(shù)量均變多,其無序性也變得復雜,這些因素都大大降低了金屬鍵的完整性。
[Abstract]:In this paper, molecular dynamics simulation method is used to simulate the process of preparing Cu-Al composite by solid-liquid composite method, and the effect of holding time on the thickness of transition layer of the composite is studied. The mechanical properties of copper-aluminum composites with different thickness of transition layer under tensile loading were analyzed. The details of the formation of transition layer and the influence of transition layer on mechanical properties were analyzed. The results show that the thickness of the transition layer is obviously affected by the holding time under the same temperature and cooling conditions. With the increase of the holding time, the thickness of the transition layer increases, and the increase of the transition layer becomes slower. When the thickness of the transition layer increases, the Young's modulus, the elastic limit, the yield limit and the strength limit of the material will decrease, and the decrease will be slower. In the solid-liquid recombination process, the copper atom is in the solid state, the aluminum atom is in the liquid state, the aluminum atom is in the highly active state relative to the copper atom, the main diffusion is that the copper atom is separated from the solid state and fully fused with the aluminum atom. Secondly, a small amount of aluminum atoms are fused into the solid copper. The transition layer is mainly composed of intermetallic compounds and atomic groups, their existence is the main factor to reduce the strength of the materials. When the transition layer is thicker, the variety and quantity of intermetallic compounds increase, and the disorder becomes more complex. These factors greatly reduce the integrity of metal bond.
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB331

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本文編號：2317035