本發(fā)明屬于復(fù)合金屬材料軋制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用尺度效應(yīng)制備泡沫層狀箔材的方法。

背景技術(shù)：

目前，泡沫鋁合金具有密度小、吸收沖擊能力強(qiáng)、高阻尼減震性能及高沖擊能量吸收率、隔音降噪等優(yōu)點(diǎn)。得到科學(xué)界和工業(yè)界的普遍關(guān)注。金屬板/泡沫鋁/金屬板形成的層狀結(jié)果繼承了泡沫鋁材料的優(yōu)點(diǎn)，在綠色建筑、汽車輕量化等領(lǐng)域已經(jīng)得到了應(yīng)用。

隨著微電子領(lǐng)域、微成形制造領(lǐng)域的快速發(fā)展，人們對極薄層狀材料的需求逐漸增大。然而，采用傳統(tǒng)機(jī)械界面焊合的方法制備極薄“金屬箔材/泡沫鋁箔材/金屬箔材”層狀材料具有非常大的難度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種利用尺度效應(yīng)制備泡沫層狀箔材的方法，利用金屬材料軋制過程中發(fā)生尺度效應(yīng)的原理，制備高質(zhì)量的極薄銅箔/泡沫鋁箔/銅箔層狀復(fù)合材料，在微觀情況下，該材料為由銅箔和泡沫鋁箔組成的層狀復(fù)合材料，為銅箔/泡沫鋁箔/銅箔多層復(fù)合材料，材料中，銅與鋁材料界面焊合完好，不形成金屬間化合物。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種利用尺度效應(yīng)制備泡沫層狀箔材的方法，包括如下步驟：

第一步：以銅箔和鋁箔材為原料；

第二步：將鋁箔和銅箔加工成完全相同尺寸的片材；

第三步：按照銅箔/鋁箔/銅箔進(jìn)行堆疊，通過電焊將軋件前端焊合；

第四步：將前端焊合的材料進(jìn)行疊軋；

第五步：將疊軋后材料取出，重復(fù)第四步，直至箔材厚度達(dá)到10-200μm。

所述第一步中，鋁箔材質(zhì)為工業(yè)純鋁aa1230，銅箔軋制前的厚度為100-300μm，鋁箔軋制前的厚度為15-50μm。

所述第四步中，單道次壓下率在40％-60％之間。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明利用箔材塑性變形過程中的尺度效應(yīng)以及高速塑性變形情況下鋁合金材料以夾雜相為核心形成孔洞，且與此同時(shí)，隨著鋁箔厚度的降低，塑性變形后鋁箔中存在的孔洞比率逐漸提高，從而變成泡沫形狀的原理。制備出高質(zhì)量的極薄銅箔/泡沫鋁箔/銅箔層狀復(fù)合材料。本發(fā)明采用疊軋與尺度效應(yīng)技術(shù)，適合制備銅箔、鋁箔復(fù)合箔材，所得復(fù)合銅箔/泡沫鋁箔/銅箔層狀材料在微電子技術(shù)、隔音降噪、微成形等領(lǐng)域具有廣闊前景。

附圖說明

圖1是本發(fā)明層狀結(jié)構(gòu)的銅箔/泡沫鋁箔/銅箔復(fù)合箔材的疊軋軋制制備流程圖。

圖2所示為軋制結(jié)束后銅箔與泡沫鋁箔之間的界面微觀組織。

圖3為軋制前鋁材料的微觀結(jié)構(gòu)。

圖4所示為軋制結(jié)束后，鋁中的納米孔洞分布情況。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。

如圖1所示，本發(fā)明利用尺度效應(yīng)制備泡沫層狀箔材的方法，流程如下：

第一步：以銅箔1和鋁箔2為原料，銅箔1軋制前的厚度為100-300μm，鋁箔2軋制前的厚度為15-50μm。鋁箔2為工業(yè)純鋁aa1230箔材，銅箔1為普通工業(yè)銅箔。

第二步：將金屬鋁箔和金屬銅箔加工成完全相同尺寸的片材。

第三步：按照銅/鋁/銅進(jìn)行堆疊得到片材3，通過電焊將軋件即片材3的前端進(jìn)行焊合。

第四步：將焊合后的材料4放在上下壓輥5之間，進(jìn)行疊軋，單道次壓下率在40％-60％之間。

第五步：將材料取出，重復(fù)第四步，直到達(dá)到適合的箔材厚度得到軋制后材料6，厚度在10-200μm，其中，軋后鋁材基體7位于兩層軋后銅材基體8之間，軋后鋁材基體7上有大量的孔洞9，但鋁銅交界面10處無孔洞。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)驗(yàn)案例，采用銅箔1厚度為300μm，鋁箔2厚度為16μm。銅為工業(yè)純銅，鋁為aa1230。根據(jù)上述方案按照銅箔/鋁箔/銅箔進(jìn)行堆疊，然后，進(jìn)行疊軋。經(jīng)過4個(gè)軋制道次后，軋件的厚度為160μm。

圖2所示為疊軋結(jié)束后銅/鋁界面分布情況，界面結(jié)合完好。

圖3所示為軋制前aa1230鋁合金微觀組織，材料內(nèi)部無孔洞。

圖4所示為疊軋結(jié)束后，鋁合金微觀組織分布，里面有大量的納米孔洞。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
一種利用尺度效應(yīng)制備泡沫層狀箔材的方法，以銅箔和鋁箔材為原料，加工成完全相同尺寸的片材，按照銅箔/鋁箔/銅箔進(jìn)行堆疊，通過電焊將軋件前端焊合，將前段焊合的材料進(jìn)行疊軋，重復(fù)疊軋至箔材厚度達(dá)到10?200μm，本發(fā)明利用金屬材料軋制過程中發(fā)生尺度效應(yīng)的原理，制備高質(zhì)量的極薄銅箔/泡沫鋁箔/銅箔層狀復(fù)合材料，在微觀情況下，該材料為由銅箔和泡沫鋁箔組成的層狀復(fù)合材料，為銅箔/泡沫鋁箔/銅箔多層復(fù)合材料，材料中，銅與鋁材料界面焊合完好，不形成金屬間化合物。

技術(shù)研發(fā)人員：喻海良;崔曉輝;王青山
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中南大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.14
技術(shù)公布日：2017.10.24