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析出引线框架用CuNiSiMg合金组织性能大专

收藏本文 2024-03-02 点赞:24126 浏览:108128 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:Cu-Ni-Si系合金作为一种典型的时效强化型合金,因具有高强度和高导电的特性,成为大规模集成电路的理想用材,有着广泛的运用前景。各国学者都在对其组织、性能及处理工艺进行探讨、改善。本论文利用硬度测量、导电率测量、拉伸试验、金相浅析和高分辨透射电镜浅析等试验策略对不同状态Cu-2.8Ni-0.7Si-0.15Mg合金时效历程中的性能与组织的变化进行了探讨,优化了合金的生产工艺。并探讨了微量元素Mg对合金显微硬度、抗拉强度、导电率和析出激活能的影响,同时对Cu-2.8Ni-0.7Si-0.15Mg合金的再结晶行为进行了深入探讨。通过对热轧态和固溶态Cu-2.8Ni-0.7Si-0.15Mg合金的时效行为探讨,结果表明:时效前的冷变形加速了时效历程中第二相的析出,提升合金的硬度和导电率。如热轧后未经变形的合金,在450°C时效0.5h后硬度和导电率分别达到214HV和31%IACS。而经80%变形的合金在同样工艺下合金硬度和导电率达到245HV和34.6%IACS。合金固溶后在500°C时效8h,析出物有δ-Ni2Si和β-Ni3Si。该合金通过热轧+40%冷轧+500°C时效30min可以使显微硬度和导电率成最优组合,此时导电率和显微硬度分别为36%IACS和242HV。比较探讨了固溶状态下Cu-2.8Ni-0.7Si和Cu-2.8Ni-0.7Si-0.15Mg合金时效历程中性能的变化,探讨了微量元素Mg对合金析出强化的影响。在400°C时效8h,Mg的加入不但使Cu-2.8Ni-0.7Si合金的显微硬度、抗拉强度分别增加16%和7.9%,导电率下降4.2%;而且使该合金的析出激活能由54.04KJ/mol降至25.89KJ/mol,使Cu-2.8Ni-0.7Si-0.15Mg合金在时效初期有更好的综合性能。通过浅析两种合金时效历程中导电率的变化,推导出试验温度下的相变动力学方程和导电率方程。提升退火温度和增加变形量加速了Cu-2.8Ni-0.7Si-0.15Mg合金的再结晶历程,冷变形降低了合金的软化温度和再结晶温度,如40%变形合金的再结晶温度在550°C左右,而80%变形合金的再结晶温度在450°C~500°C之间。关键词:Cu-Ni-Si-Mg合金论文时效论文析出相论文导电率论文再结晶行为论文

    摘要2-4

    ABSTRACT4-8

    第1章 绪论8-18

    1.1 前言8-9

    1.2 国内外铜基引线框架材料的进展9-10

    1.2.1 国外铜基引线框架材料的进展9-10

    1.2.2 国内铜基引线框架材料的进展10

    1.3 Cu-Ni-Si 系引线框架材料的进展10-11

    1.4 Cu-Ni-Si 合金性能的影响因素11-16

    1.4.1 Ni、Si 元素含量对 Cu-Ni-Si 系合金性能的影响11-12

    1.4.2 微量元素对 Cu-Ni-Si 合金性能的影响12-13

    1.4.3 热处理对 Cu-Ni-Si 合金性能的影响13-16

    1.5 本论文的课题来源和探讨内容16-18

    第2章 试验材料及策略18-22

    2.1 试验材料制备18

    2.2 试验原理和策略18-19

    2.3 组织浅析与性能测试19-22

    第3章 形变热处理对 Cu-Ni-Si-Mg 合金性能的影响22-33

    3.1 冷变形及时效工艺对热轧态 Cu-2.8Ni-0.7Si-0.15Mg 合金性能的影响22-27

    3.1.1 冷变形对热轧态 Cu-2.8Ni-0.7Si-0.15Mg 合金组织性能的影响22-23

    3.1.2 时效温度对热轧态 Cu-2.8Ni-0.7Si-0.15Mg 合金性能的影响23-24

    3.1.3 时效处理对合金组织的影响24-26

    3.1.4 时效前冷变形对合金性能的影响26-27

    3.2 冷变形及时效工艺对固溶态 Cu-2.8Ni-0.7Si-0.15Mg 合金性能的影响27-31

    3.2.1 固溶处理对热轧态 Cu-2.8Ni-0.7Si-0.15Mg 合金组织性能的影响27-28

    3.2.2 冷变形对固溶态 Cu-2.8Ni-0.7Si-0.15Mg 合金性能的影响28

    3.2.3 时效对固溶态 Cu-2.8Ni-0.7Si-0.15Mg 合金性能的影响28-29

    3.2.4 时效前冷变形对固溶态 Cu-2.8Ni-0.7Si-0.15Mg 合金时效性能的影响29-30

    3.2.5 时效处理对固溶态 Cu-2.8Ni-0.7Si-0.15Mg 合金组织的影响30-31

    3.3 Cu-Ni-Si-Mg 合金最佳工艺探讨31-32

    3.4 本章小结32-33

    第4章 微量元素 Mg 对 Cu-Ni-Si 合金时效性能的影响33-43

    4.1 微量元素 Mg 对固溶态 Cu-Ni-Si 合金时效后性能的影响33-35

    4.1.1 对硬度的影响33-34

    4.1.2 对导电率的影响34-35

    4.1.3 对抗拉强度的影响35

    4.2 微量元素 Mg 对析出激活能的影响35-41

    4.2.1 合金析出相转变比率的计算35-36

    4.2.2 Cu-Ni-Si-Mg 合金的时效析出动力学方程及导电率方程36-39

    4.2.3 转变机制的探讨39-40

    4.2.4 析出激活能的计算40-41

    4.3 本章小结41-43

    第5章 Cu-Ni-Si-Mg 合金的再结晶行为探讨43-50

    5.1 退火温度对 Cu-Ni-Si-Mg 合金再结晶行为的影响43-45

    5.1.1 退火温度对 Cu-Ni-Si-Mg 合金显微硬度的影响43-44

    5.1.2 退火温度对 Cu-Ni-Si-Mg 合金显微组织的影响44-45

    5.2 退火时间对 Cu-Ni-Si-Mg 合金再结晶行为的影响45-46

    5.2.1 退火时间对 Cu-Ni-Si-Mg 合金显微硬度的影响45-46

    5.2.2 退火时间对 Cu-Ni-Si-Mg 合金显微组织的影响46

    5.3 变形量对 Cu-Ni-Si-Mg 合金再结晶行为的影响46-49

    5.3.1 变形量对 Cu-Ni-Si-Mg 合金显微硬度的影响46-47

    5.3.2 变形量对 Cu-Ni-Si-Mg 合金软化温度的影响47-48

    5.3.3 变形量对 Cu-Ni-Si-Mg 合金显微组织的影响48-49

    5.4 本章小结49-50

    第6章 结论50-51

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