摘要
铜铝复合材料兼具铜铝两种材料的优点，广泛应用于电气、机械、建筑、冶金等领域。铜铝复合材料在制备过程，往往会在复合界面产生脆性金属间化合物（Intermetallic Compound，以下简称IMC），且由于铜铝金属基体与界面层之间热膨胀系数不匹配，在交变温度的服役环境中会产生较大的残余热应力，应力与缺陷在界面层相互作用，会对铜铝复合板的服役可靠性产生很大的影响。因此，对铜铝复合板在交变热负荷的服役环境中的层间损伤失效行为研究具有十分重要的意义。 本文通过固-液振动铸轧复合法分别制备了振动铸轧与传统铸轧（以下简称非振）两种工艺的铜铝复合板带，针对铜铝复合板在实际服役环境中冷热交替的工况，对铜铝复合板带循环加热周期分别为100、200、300、400次，对实验后铜铝复合板界面扩散层形貌与组织结构进行表征分析，研究了交变热负荷条件下复合界面层厚度以及孔洞裂纹等缺陷演变规律，并分析了两种工艺铜铝复合界面层组织结构差异的原因。 利用Zwick拉伸试验机对不同循环加热周期下铜铝复合板剥离性能进行测试，探究了不同工艺铜铝复合板在交变热负荷条件下剥离性能变化规律，并针对剥离后的复合板两侧剥离面宏微观形貌与组织结构进行表征分析，对复合板结合性能下降机制进行研究，构建出剥离过程中界面断裂模型。并阐明振动工艺铜铝复合板在交变热负荷条件下结合性能表现更强稳定性的机理。 针对振动的往复搓扎作用导致复合界面呈现周期波浪规律这一特点，在有限元软件中建立铜-界面-铝三层结构的二维仿真模型，分析了界面形貌特征对其热应力分布的影响，并进一步验证了铜铝复合板层间失效机理。
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