钽含量调控下Cu-Ta-W合金的微观结构与性能演变机制及其协同强化效应

【字体: 时间:2025年09月08日 来源:Materials Science and Engineering: A 6.1

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  本文推荐:该研究通过场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)等技术系统探究了Ta元素对Cu-W合金的细化机制,发现Ta0.5W0.5固溶体可有效钉扎Cu晶界,使含2 at% Ta的合金抗拉/压强度分别提升19.1%和23.6%,同时电接触稳定性显著改善,为高性能Cu-W合金设计提供了新思路。

  

Highlight亮点聚焦

1)钽(Ta)元素的引入对Cu-W合金体系产生显著晶粒细化作用。在W与Ta的热力学相互作用下,可形成Ta0.5W0.5固溶体,该相分布于Cu晶界处,展现出超强的晶粒钉扎能力。

2)Ta的添加大幅增加Cu-Ta-W合金内部晶界数量,进而影响其性能。当自由电子穿越这些"晶界迷宫"时,会与晶界发生更多碰撞,导致电阻率上升——但有趣的是,这种牺牲换来的是力学性能的飞跃!

Conclusions研究结论

• 当Ta含量达2 at%时,合金的拉伸屈服强度和压缩屈服强度分别飙升至386 MPa和403 MPa,较无Ta的Cu-W合金分别提升19.1%和23.6%,堪称"强度双冠王"。

• Ta含量从0 at%增至3 at%时,延伸率从6.4%暴增至13.3%,增幅约107.8%,实现"韧性逆袭"。

• Ta的加入使电接触稳定性显著提升,在电腐蚀过程中能大幅减少材料转移量和质量损失,犹如给合金装上了"防腐蚀盔甲"。

(注:根据要求已去除文献引用标识,并严格保留上下标格式)

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