[發明專利]一種銅鋁異質復合材料過渡層電導率的測定方法

有效

• 申請號: 201710384682.4
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN107238757B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 魏艷妮;羅永光;曲洪濤;梁淑華;鄒軍濤;譚世友
• 申請（專利權）人: 西安理工大學;云南馳宏鋅鍺股份有限公司
• 主分類號: G01R27/02
• 分類號: G01R27/02
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 常娥

一種銅鋁異質復合材料過渡層電導率的測定方法，在預磨機上用砂紙對銅鋁復合材料從鋁側打磨減薄，銅側不打磨并保持光潔，作為厚度測量的基準面；對減薄后的試樣擦凈后，以銅底面作為基準面，在不同位置測量試樣厚度并求平均值；對減薄后的試樣擦凈后用渦流電導儀從鋁側測量電導率并求平均值；重復多次，直至將試樣的鋁側和過渡層打磨減薄掉并露出銅；以每次鋁側減薄厚度的平均值為橫坐標，以對應測得的電導率平均值為縱坐標，獲得電導率從鋁側穿過界面過渡層再到銅側的變化曲線，根據不同界面過渡層厚度在變化曲線上查找相應的電導率。本發明能夠獲得銅鋁異質復合界面處，從鋁側穿過過渡層再到銅側的電導率變化曲線，準確得到界面過渡層的電導率。

技術領域

本發明涉及一種定量估算異質界面電導率的方法，特別涉及一種銅鋁異質復合材料過渡層電導率的測定方法。

背景技術

銅鋁雙金屬復合構件不僅具有銅的高導電、導熱率，同時具有鋁的質輕、耐腐蝕、美觀、經濟等優點，在異質構件中占有十分重要的地位。其主要應用在電路傳輸(導線)、制冷(空調、冰箱等)及濕法冶煉(導電頭)等行業。其中，銅鋁復合導電頭是濕法煉鋅陰極板的核心部件，用量巨大(1噸鋅需消耗0.3個導電頭，2015年我國鋅產量達582.7萬噸)。電導率對于銅鋁復合導電構件是一個至關重要的性能，而異質界面過渡層的電導率是影響整體構件導電性能的關鍵，因而如何測量和評判界面過渡層的電導率是銅鋁雙金屬復合構件研究和應用過程中不能避免的問題，也是關注的核心點。

文獻“銅鋁瞬間液相擴散焊組織和性能研究，王學剛，[D]，山東大學，31-58”中采用四端頭、四線開爾文原理和EDGE原子力顯微鏡(atom force microscopy，AFM)測量銅鋁過渡層的電導率。測量結果表明：當過渡層中的金屬間化合物層較薄時不會降低電導率，但是結合文中的過渡層顯微組織形貌照片，測量結果難以與過渡層的組織形貌和成分對應，主要是因為過渡層很薄，在整體材料中雖然只占很少的一部分，但是對導電性卻影響很大，因而文中的結果有待進一步驗證。

申請號為201110115204.6的中國專利(申請日：2011.05.05，公告號為CN102243274B，公告日：2013.05.15)公開了“一種測算Pb-Sn-Al層狀復合材料界面電阻率的方法”文中假設一個界面無接觸電阻且與待測材料具有形同形狀和橫截面積的Pb-Al材料作為參照體，通過四線探針法測量電阻，在通過計算求得界面電阻。因其假設的是Pb-Al材料作為參照體，而測量的則是Pb-Sn-Al層狀復合材料界面的電阻率，雖然文中也提出用掃描電鏡微尺度標定Sn層的厚度，但是其沒有消除Sn層的兩側材料的尺寸對其的影響，雖然過渡層電阻率很大但是卻因厚度很薄而電阻較小，特別是對用作測量導電材料的如Cu/Al層狀復合材料的過渡層的導電率則更加不適用。

發明內容

本發明的目的是提供一種銅鋁異質復合材料過渡層電導率的測定方法，解決了現有技術在估算異質金屬界面電導率時，界面過渡層無法準確定位以及對不同厚度位置處的電導率的準確測量的問題。

本發明所采用的技術方案是，一種銅鋁異質復合材料過渡層電導率的測定方法，具體步驟如下：

步驟1)，對切取的銅鋁異質復合材料試樣在預磨機上清理后，并以銅底面作為基準面用千分尺檢測二者的平行度，使其誤差在0.005mm以內，測量試樣的整體初始平均厚度為d₀；

步驟2)，在預磨機上用800#砂紙對復合材料從鋁側打磨減薄，按照每次0.02-0.05mm的厚度減薄鋁側，銅側不打磨并保持光潔，作為厚度測量的基準面；

步驟3)，對用800#砂紙打磨減薄后的試樣，用粘附酒精的棉紗擦凈后，以銅底面作為基準面，用千分尺在不同位置測量3～5個試樣厚度數據，使其誤差在0.01mm以內，并求出平均值作為d_n，計算Δd_n＝d₀-d_n；