铜合金及其复层材料凭借高导电性、耐腐蚀性与高强度-低成本协同优势,在电力传输、电子封装、军工装备、海洋工程等领域需求迫切。当前需突破界面结合强度、复合工艺效率及长周期服役可靠性等瓶颈。未来研究将聚焦高性能合金设计、复合技术创新及跨尺度性能调控,推动其在高端装备中的规模化应用。
【研究方向】
本团队致力于以下方向的研究:
(1) 新型铜合金材料设计及凝固过程数字化控制:开发高强高导铜基合金(如铜铬锆、铜镍硅体系)、高强高弹铜合金工程化制备(铜镍锡等水平、垂直连铸)、高强耐磨黄铜设计与制备等;磁场、流场、温度场多物理场耦合凝固过程数字化控制。
(2) 先进铜合金/钢背复层材料制备技术:开发短流程、高效率铜合金/钢背双金属复层材料连续固-液复合制备工艺方法,包括合金成分控制、工艺方法改进、参数优化等进行铜合金/钢微观组织及异质结构界面精准调控。
(3) 合金组织与性能协同优化控制:主要进行铜合金中析出相形貌、分布等优化控制,借助有限元、位错动力学、分子动力学等建立组织与性能间的内在关联;复层界面微观组织演变机理、异质界面的细观力学响应及双金属协同变形机制研究。
【研究条件】
在上述研究方向,本团队具备各类材料制备、组织与性能表征的先进设备,包括:
(1)材料制备与加工
合金熔炼设备:大/小型大气熔炼炉2套、大/小型真空熔炼炉2套、垂直半连续铸造平台1套、水平连续固-液复合装备2套、铸轧机1台、大型冷/热轧机1台、大气大型热处理炉3台、马弗炉3台、锯床2台、电火花线切割机1台、磨抛机多台、真空干燥箱2台、红外测温装置多套等。
(2)组织与性能表征平台
蔡司金相显微镜2台、万能电子试验机2台(配备高温环境系统和DIC光学变形测量装置)、蠕变试验机1台、显微硬度计2台、摩擦磨损试验机1台、电化学工作站1套、盐雾腐蚀箱1台、恒温浴槽多台等。