本书针对铜铝复合过程中铜铝易氧化、熔点差异大及容易产生脆性界面层等关键技术难题，采用多尺度计算机模拟、分子动力学计算和微观分析技术，揭示铸轧复合过程中铜铝界面的结构演变规律、协变变形和强化机制；基于扩散动力学，构建复合板界面退火过程的生长动力学方程；制定合理的加工工艺，有效控制铜铝复合板界面和结合性能。本书对推动铜铝层状复合材料制备及应用基础研究，促进以铝代铜及有色金属行业的产业结构调整，具有重要理论和应用价值。
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前言
第1章 国内外铜铝层状复合材料研究现状 1
1.1 铜铝层状复合材料的特点 1
1.1.1 铜铝复合板材和铜铝复合箔材 1
1.1.2 铜铝复合线材 2
1.1.3 铜铝复合过渡接头材料 2
1.2 铜铝复合材料的生产方法 2
1.2.1 轧制复合 2
1.2.2 爆炸复合 3
1.2.3 铸造复合 3
1.2.4 铸轧复合 3
1.3 固液振动复合铸轧新技术 4
1.4 铜铝层状复合材料的铸轧复合制备及有限元模拟 5
1.4.1 金属层状复合板的铸轧复合方法 5
1.4.2 铸轧复合过程的有限元模拟 6
1.5 铜铝层状复合材料的加工过程 7
1.6 铜铝层状复合材料的界面研究 7
1.6.1 界面表征与分析 8
1.6.2 界面相生长规律 8
1.7 界面与基体材料的协同作用及复合板的结合性能 10
1.7.1 界面与基体材料的协同作用 10
1.7.2 复合板的结合性能 10
1.8 铜铝层状复合材料的应用与服役条件 11
参考文献 13
第2章 铜铝复合板铸轧工艺数值模拟 19
2.1 复合板铸轧过程模型建立 19
2.1.1 基本假设 19
2.1.2 材料参数 19
2.1.3 几何模型 20
2.1.4 划分网格 21
2.1.5 边界条件 21
2.2 不同厚度复合板的铸轧数值模拟 22
2.3 工艺参数正交方案数值模拟 23
2.4 不同走坯速度铸轧的数值模拟 26
2.5 不同浇注温度铸轧的数值模拟 29
2.6 复合板铸轧试验验证 32
参考文献 33
第3章 层状复合材料固液振动铸轧新技术 34
3.1 层状复合材料固液振动铸轧技术简介 34
3.2 *500mm×350mm双辊薄带微振幅铸轧机 35
3.2.1 *500mm×350mm双辊薄带微振幅铸轧机主要特色 35
3.2.2 铸轧机结晶辊辊系设计 37
3.2.3 振动系统设计 39
3.2.4 主机架的设计 41
3.3 振动在固-液复合铸轧过程中对熔池区流场及温度场的影响 43
3.3.1 振动复合铸轧数值仿真模型的构建 43
3.3.2 振动对铜铝复合铸轧工艺熔池区流场的影响规律 49
3.3.3 振动对铜铝复合铸轧工艺熔池区流场的影响机理 52
3.3.4 振动对凝固界面位置的影响及其机理 53
3.4 振动对复合铸轧工艺塑性变形区影响研究 54
3.4.1 振动复合铸轧塑性变形区热-力耦合模型 54
3.4.2 振动对铜铝复合板带铸轧工艺塑性变形区轧制力的影响 59
3.4.3 振动对铜铝复合铸轧塑性变形区轧制力的影响机理 59
3.4.4 振动对铜铝铸轧板带复合界面应力状态的影响 63
3.5 振动对铜铝复合铸轧板带微观组织及力学性能影响研究 66
3.5.1 振动铸轧铜铝复合板带力学性能测试 67
3.5.2 振动铸轧铜铝复合板带铝基晶粒度测试 68
3.5.3 振动铸轧铜铝复合板带复合界面扫描分析 70
参考文献 71
第4章 铸轧态铜铝复合板界面微观形貌及力学性能 74
4.1 复合板界面微观形貌 74
4.2 复合板界面组成成分及组织结构 79
4.2.1 复合板界面化合物鉴定 79
4.2.2 铸轧过程扩散层化合物形成规律 82
4.3 复合板的力学(电学)性能 85
4.3.1 复合板拉伸力学性能分析 85
4.3.2 复合板显微硬度分析 94
4.3.3 复合板界面剥离强度分析 94
4.3.4 复合板导电性能分析 95
参考文献 96
第5章 退火过程中铜铝复合板界面演变及生长规律 98
5.1 退火过程铜铝复合板界面演变 98
5.1.1 退火温度对界面层结构的影响 99
5.1.2 退火时间对界面层结构的影响 101
5.2 退火过程界面层的生长规律 103
5.3 退火过程复合板的力学性能 107
5.3.1 退火过程对复合板剥离性能的影响 107
5.3.2 退火过程对复合板拉伸性能的影响 109
5.3.3 退火过程对复合板显微硬度的影响 109
5.4 退火过程的强化机制 110
参考文献 113
第6章 铜铝复合板压缩变形行为研究 114
6.1 铜铝复合板热压缩宏观形貌分析 114
6.2 铜铝复合板热压缩应力-应变曲线分析 115
6.3 变形条件对铜铝复合板压缩变形行为的影响 118
6.4 铜铝复合板压缩变形本构方程的构建、修正及验证 121
6.4.1 铜铝复合板压缩变形本构方程的构建 121
6.4.2 铜铝复合板压缩变形本构方程的修正 124
6.4.3 铜铝复合板压缩变形本构方程的验证 125
参考文献 127
第7章 轧制态铜铝复合板界面微观形貌及力学性能 128
7.1 轧制过程复合板的形变规律 128
7.2 轧制过程复合板界面的结构演变 132
7.3 轧制过程的协同变形作用和机制 134
7.4 轧制过程复合板的力学性能 136
7.4.1 轧制过程铜铝复合板的剥离性能 136
7.4.2 轧制工艺对铜铝复合板抗拉强度的影响 136
7.5 轧制过程界面的强化机制 137
参考文献 144
第8章 服役条件对铜铝复合板性能影响 145
8.1 铜铝复合板电学性能模拟 145
8.1.1 计算研究方法 145
8.1.2 加载电流频率对铜铝复合板导电性的影响 146
8.1.3 铜铝复合板尺寸对导电性能的影响 149
8.1.4 铜铝复合板板型对导电性的影响 156
8.1.5 铜铝复合板与纯铜、纯铝母线排的替代 158
8.2 服役铜铝复合板电学性能 160
8.2.1 铜铝复合母线排的电阻 160
8.2.2 温度和时间对复合母线排电导率的影响 161
8.2.3 电流对铜铝复合母线排温升影响 162
8.3 铜铝复合板受热条件下力学性能 165
8.3.1 受热条件对复合板硬度的影响 165
8.3.2 受热条件对复合板拉伸性能的影响 167
8.3.3 受热条件对复合板剥离强度的影响 170
8.4 铜铝复合板的腐蚀 179
8.4.1 铜铝复合板的腐蚀机理 179
8.4.2 铜铝复合材料的腐蚀行为 183
8.4.3 部分服役条件对铜铝复合板腐蚀行为产生的影响 188
参考文献 190
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