1、高純鋁的軋制

軋制是由軋件與軋輥之間的摩擦力將軋件拉進(jìn)不同旋轉(zhuǎn)方向的軋輥之間使之產(chǎn)生塑性變形的過程。圖1是軋制的示意圖。對(duì)材料進(jìn)行軋制處理，不僅可以在不產(chǎn)生切屑的情況下，改變材料的形狀和大小，而且可以提高材料的強(qiáng)度，改善材料的性能。金屬材料特別是鋼鐵行業(yè) 90%的塑性變形都是通過軋制變形的，所以軋制對(duì)材料的加工有著十分重要的地位。

圖 1 軋制示意圖

2、高純鋁變形后的熱處理

軋制變形可以很好的提高材料的強(qiáng)度，可以在設(shè)備和器皿中得到應(yīng)用。但軋制后的材料內(nèi)部缺陷和殘余應(yīng)力的增加會(huì)是材料發(fā)生開裂，并且組織內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)明顯的形變織構(gòu)。所以對(duì)變形后的試樣進(jìn)行熱處理，可以消除內(nèi)部的缺陷和殘余應(yīng)力。特別對(duì)于高純鋁基礎(chǔ)電子材料，對(duì)內(nèi)部晶粒尺寸的大小和均勻性有嚴(yán)格的要求。經(jīng)過軋制的高純鋁經(jīng)過熱處理后，能夠發(fā)生再結(jié)晶，內(nèi)部產(chǎn)生的無畸變晶核逐漸吞噬長(zhǎng)大成等軸晶，晶粒得到細(xì)化，組織也變得更加均勻。對(duì)不同的軋制變形量的試樣進(jìn)行不同的熱處理工藝處理，并能夠使發(fā)生再結(jié)晶，就可以使材料的內(nèi)部晶粒變得均勻細(xì)化 [32] ，以達(dá)到高純鋁靶材的要求。如果連續(xù)對(duì)材料進(jìn)行變形，隨著變形溫度的升高，還會(huì)使材料發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶過程。

3、高純鋁軋制及退火的發(fā)展現(xiàn)狀

軋制及退火是對(duì)金屬材料組織優(yōu)化的常用方法，技術(shù)已經(jīng)比較成熟。國(guó)內(nèi)外對(duì)鋼鐵和合金的研究比較多，隨著高純鋁電子材料的發(fā)展，對(duì)高純鋁軋制及退火的研究也逐漸開展起來。日本名古屋大學(xué)工程系的 Naoyuki Kanetake 等 [33] 運(yùn)用有限元模擬技術(shù)，對(duì)純鋁進(jìn)行冷軋織構(gòu)的分析，并且隨著軋制變形量到 80%時(shí)，組織內(nèi)部出現(xiàn)不均勻滑移現(xiàn)象。而國(guó)內(nèi)的東北大學(xué)對(duì)高純鋁進(jìn)行了重點(diǎn)的研究，劉相華 [34] 研究了工業(yè)純鋁在室溫和深冷軋制條件下的微尺寸效應(yīng)，及對(duì)材料軋制到微米級(jí)的厚度進(jìn)行研究，得到了在室溫軋制下材料的強(qiáng)度隨軋制終了厚度的減少出現(xiàn)了先增后減的微尺寸效應(yīng)；而對(duì)深冷軋制后的材料強(qiáng)度隨著軋制終了厚度的減小而逐漸降低，這因?yàn)椴牧显谏罾涞沫h(huán)境中隨著軋制量的增加，位錯(cuò)密度一直增加所致。還有陳明華 [35] 研究了退火溫度對(duì)高純鋁軋制變形組織的影響，得出了在對(duì)高純鋁進(jìn)行 60 %的冷軋變形后，并未發(fā)生再結(jié)晶現(xiàn)象，然后對(duì)軋制試樣進(jìn)行退火處理，當(dāng)退火溫度達(dá)到 200 ℃，保溫時(shí)間在 30 min 時(shí)，發(fā)生了再結(jié)晶現(xiàn)象，晶粒都變成為等軸晶，材料的強(qiáng)度和硬度下降明顯，并且繼續(xù)增加退火溫度，出現(xiàn)了晶粒長(zhǎng)大的現(xiàn)象，但硬度值變化不明顯。還有中南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院的蔣樹農(nóng) [36] 對(duì)高純鋁進(jìn)行連續(xù)變形的微觀組織和力學(xué)性能分析，得出：對(duì)高純鋁的連續(xù)變形，發(fā)生了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的現(xiàn)象。因?yàn)楦呒冧X經(jīng)連續(xù)變形后，積累了很大的變形量，又加上溫度升高明顯，使能夠發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶過程。綜上國(guó)內(nèi)外對(duì)純鋁軋制及退火的研究，對(duì)高純鋁軋制變形后，再進(jìn)行不同工藝的熱處理，發(fā)生退火再結(jié)晶時(shí)可以得到均勻細(xì)化的等軸晶，使對(duì)高純鋁材料的處理提供了理論基礎(chǔ)。

相關(guān)鏈接