利用稀土元素的表面活性特点,诱导纤维强化相界面尺寸效应与基体结合状态发生变化,辅之以形变原位复合法制备纤维复合强化合金相的先进技术,用以研究稀土元素微合金化对Cu-Ag合金中由相尺寸效应构成关键强化机制的无热障碍控制转变的作用,探讨稀土元素对纤维强化相形态、亚结构组成、相界面特点、元素扩散行为、缺陷分布以及强化相产生纳米效应时的临界尺度等这些直接或间接能够作用于无热障碍控制转变因素的影响,阐明在这种新型材料中所存在的特有的强化模型和电传导机制转变过程和相纤维化过程的关系,研究解决稀土元素与纳米纤维相形成的交互作用等理论问题,尝试探索基于不同于常规合金化效应的新途径来改善材料强度及导电性能,进而为研制新型稀土高强高导材料奠定基础。
原位应变纤维复合强化Cu-Ag合金是一种极具吸引力的新型高强高导材料,根据国内外目前的研究现状及发展,本项目在应变过程对纳米纤维复合组织的影响、无热障碍控制机制的转变行为以及稀土元素的作用规律等方面进行了研究。具有特色及创造性的结果主要为得出了稀土元素作用下合金纤维化演变过程及对性能的影响规律,阐明了稀土元素对纤维界面稳定性的作用以及和微量Cr之间的交互作用;发现了不同条件下Cu基体纤维晶界、共晶体纤维束内相界、共晶体纤维束与Cu基体纤维束交界以及次生相相界具有各自的影响特点,区分了各类界面对应变硬化尤其是电传导的不同作用,突破了目前仅限于双相界面作用的研究局限;提出了强化规律偏离Hall-Pecth关系的纳米效应,分析了应变硬化由位错机制转变为界面障碍机制的主要原因,进一步阐明了共晶纤维束体积分数较少合金强度随共晶体间距的变化机制;依靠引入各复合纤维相的性能分量及尺寸效应模型分析了无热障碍控制强化前后的电传导机制,进而建立了能够反映电阻率与应变量之间关系的界面散射模型;阐明了纤维复合界面的迁移行为及纤维组织的稳定性变化规律。上述研究结果发表学术论文20篇,获国家发明专利3项。