銅銀合金的顯微組織分析

鄭三強 王冠杰 趙鵬 張然 黎碩 譚廣雷 劉海燕

摘 要：本文中，利用金相顯微鏡對不同銀含量的銅銀合金顯微組織結構進行了觀察，分析了銀含量不同對銅銀合金顯微組織的影響。研究結果表明，一定范圍內，銀含量的增加造成的晶格畸變能有效的提升銅銀合金的強度、硬度等物理性能。

關鍵詞：銅銀合金；顯微組織結構；晶格畸變

Abstract： In this paper， the microscopic structure of Cu-Ag alloy with different silver content was observed by metallographic microscope， and the influence of silver content on microstructure of Cu-Ag alloy was analyzed. The results show that the lattice distortion can effectively improve the strength， hardness and other physical properties of Cu-Ag alloys.

Key Words： Cu-Ag alloy； the microstructures； the lattice distortion

銅是做各類導線，繞組線的主要材料，具有較高的導電率、良好的力學性能。但是純銅的抗軟化溫度低、耐熱性能差、強度低，特別是高溫強度低，隨著科學技術日益發展，在銅的應用上，尤其是做接觸導線，此時不僅要承受較大的懸掛張力，同時還要接受電流引起的熱所帶來的考驗，此時，不僅要求材料具有良好導電性能，同時還要求較高的機械強度，并且要求在電流負荷增大、溫度升高的時候仍然要有較高的強度。而以銅為基體，通過加入微量元素銀所獲得銅銀合金，銀對銅的導電率影響很小，同時硬度、強度卻有了大幅提高。銅中加入銀元素，銀原子溶入晶格引起晶體點陣畸變。銅銀合金產生的固溶強化效應，提高了銅的強度和硬度。銅銀合金的性能提升后廣泛應用于航空航天、微電子、軌道交通、機械制造等工業領域。本文通過對不同銀含量的銅銀合金顯微組織的觀察，分析了銀含量不同時內部結構的變化，以及這些變化對銅合金造成的影響。

一、金相試樣制備

（一）鑲嵌

室溫下將牙托粉加適量的牙托水調成糊狀（不能太稀），將欲鑲嵌的細小試樣放置在一塊平整的玻璃上，用合適的塑料圈套在試樣外面，室溫下將牙托粉加適量的牙托水調成糊狀（不能太稀），并迅速注入金屬圈或塑料圈內待30分鐘后固化。

（二）打磨

將金屬試樣在砂紙上打磨，磨光時金相試樣在砂紙上朝一個方向磨，磨幾次以后將試樣旋轉90度繼續沿一個方向磨。砂紙型號從小到大，磨光到2000.

（三）拋光

將拋光布浸濕，用金屬圈固定好，在拋光布上打拋光膏，用手輕拿試樣接觸拋光，邊拋光邊加拋光液，拋光到銅銀合金橫截面成鏡面。

（四）浸蝕

對打磨合格的樣品用浸蝕劑進行浸蝕

二、銅銀合金金相顯微分析

利用金相顯微鏡對不同銀含量的銅銀合金組織結構進行觀察，其金相顯微照片如圖1所示。

從圖1可見，隨著銀含量的增加，銅銀合金樣品金相組織圖晶格畸變程度逐漸增大， 銀原子分布逐漸密集。銀含量為0.1%時銀原子分布較為分散，密度較小，位錯阻力相對較小，硬度和強度的增加程度較0.2%的稍差，銀含量4%的時銀原子的分布較為密集，放大時候是明顯的塊狀聚集，此時位錯阻力較大，但在此過程中，銅銀合金的韌性下降。

三、結論

隨著銅銀合金中銀含量的增加，銅銀合金的纖維組織有明顯的不同。雖然銀原子對銅導電率的影響較小，但只有適當的銀含量引起的晶格畸變會使銅銀合金在硬度與強度方面物理性能都更加出色。融入銅中的銀原子造成晶格畸變，形成了晶體點缺陷和線缺陷，晶格畸變增大了位錯運動的阻力，使得形成的銅銀合金相比著銅強度與硬度增加，而與此同時，晶格畸變使塑性形變變得更加困難，韌性降低。

參考文獻：

[1]文姍，常麗麗，尚興軍，李勝利.銅銀合金的顯微組織與性能[J].中國有色金屬學報，2015（6）.

[2]王孟君，婁燕，張輝.彌散強化銅電阻電極材料的研制[J].礦冶工程，2000（2）.

[3]王海龍，劉和法，戴學禮.具有優良傳導性與強、硬度的系列銅合金的研制及應用[J].機械工程材料，2001（7）.

[4]張生龍，尹志民.高強高導銅合金的設計思路及其應用[J].材料導報，2003（11）.

[5]謝春生，翟啟明，徐文清.高強度高導電性銅合金強化理論的研究與應用發展[J].金屬熱處理，2007（1）.

作者簡介：譚廣雷（1979—），男，吉林長春人，博士，副教授。