銅塑復(fù)合帶廠家淺談稀土對銅及銅合金組織的

　　銅是一種過渡元素，化學(xué)符號Cu，英文copper，原子序數(shù)29。純銅是柔軟的金屬，表面剛切開時為紅橙色帶金屬光澤，單質(zhì)呈紫紅色。延展性好，導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性高，因此在電纜和電氣、電子元件是最常用的材料，也可用作建筑材料，可以組成眾多種合金。銅合金機械性能優(yōu)異，電阻率很低，其中最重要的數(shù)青銅和黃銅。此外，銅也是耐用的金屬，可以多次回收而無損其機械性能。

　　二價銅鹽是最常見的銅化合物，常呈藍色或綠色，是藍銅礦和綠松石等礦物顏色的來源，歷史上曾廣泛用作顏料。銅質(zhì)建筑結(jié)構(gòu)受腐蝕后會產(chǎn)生銅綠（堿式碳酸銅）。裝飾藝術(shù)主要使用金屬銅和含銅的顏料。

　　銅是人類最早使用的金屬之一。早在史前時代，人們就開始采掘露天銅礦，并用獲取的銅制造武器、式具和其他器皿，銅的使用對早期人類文明的進步影響深遠。銅是一種存在于地殼和海洋中的金屬。銅在地殼中的含量約為0.01%，在個別銅礦床中，銅的含量可以達到3%～5%。自然界中的銅，多數(shù)以化合物即銅礦石存在。

　　銅的活動性較弱，鐵單質(zhì)與硫酸銅反應(yīng)可以置換出銅單質(zhì)。銅單質(zhì)不溶于非氧化性酸。

稀土對銅及銅合金組織的影響

1、凈化組織

　　工業(yè)用銅中往往含有多種雜質(zhì),雖然有些雜質(zhì)含量很低,甚至低于0.001 %(質(zhì)量分數(shù)，下同) ，但是這些雜質(zhì)元素會嚴重影響銅及銅合金的加工性能、降低導(dǎo)電性及導(dǎo)熱性。如氧、硫和銅形成的脆性化合物(Cu2O 和Cu2S) 可以降低銅的塑性，這些脆性化合物冷拉時還會產(chǎn)生毛刺，并降低銅的導(dǎo)電性、耐蝕性和焊接性能。稀土凈化銅及銅合金組織主要有兩種方式: (1) 稀土與氧和硫的親和力很強,形成熔點較高，熱穩(wěn)定性強，比重較小的稀土化合物，從而達到脫硫、脫氧的作用；又稀土元素很容易與原子態(tài)氫發(fā)生作用，生成RH2 或RH3 型穩(wěn)定氫化物(R 代表稀土金屬) ,這些氫化物以固溶體的形式溶于銅合金中，從而消除了氫的有害作用。(2) 稀土與鉛、鉍等元素生成比銅熔點高的高熔點金屬間化合物，因此在銅熔鑄過程中，可以保持固體狀態(tài)，與熔渣一起從液體金屬銅合金中排除，達到脫鉛、鉍的目的。

2、細化組織

　　稀土對銅及銅合金顯微組織的影響主要體現(xiàn)為細化晶粒，減少或消除柱狀晶，擴大等軸晶區(qū)的作用。稀土細化銅及銅合金組織的作用機理主要存在以下三種: (1) 形成新晶核，抑制晶粒長大。稀土在銅及其合金中能與一些元素反應(yīng)形成高熔點化合物，常以極微細顆粒懸浮于熔體之中，成為彌散的結(jié)晶核心，使晶粒變多，變?。挥謴哪淘砑盁崃W(xué)觀點看，由于稀土大量聚集在固液界面前沿的液相中，使合金在凝固時成分過冷增大，以樹枝狀方式凝固生長，同時在分枝節(jié)點處產(chǎn)生細頸、熔斷，增多了結(jié)晶核心，從而細化了晶粒。(2) 微晶化作用。由于稀土元素的原子半徑( 0.174nm～0.204 nm) 比銅的原子半徑(0.127nm) 要大36 %～60 % ，故稀土原子很容易填補正在生長中的銅或銅合金的晶粒新相的表面缺陷，生成能阻礙晶粒繼續(xù)生長的膜，從而細化為微晶； (3) 合金化作用。稀土在銅中的溶解度很小，一般僅千分之幾到萬分之幾，但稀土與銅能生成多種金屬間化合物。這些金屬間化合物彌散分布于基體中，達到細化晶粒。

3、稀土對夾雜物組織的影響

　　稀土對夾雜物組織的影響主要是改變雜質(zhì)的形態(tài)和分布。其主要表現(xiàn)有以下四種: (1) 減輕或消除合金結(jié)構(gòu)中的樹枝狀晶形和柱狀結(jié)晶,這與稀土同某些雜質(zhì)形成難熔化合物并呈彌散狀態(tài)有關(guān)。(2) 使合金中某些呈條狀、片狀甚至塊狀的雜質(zhì)(如鉛、鉍等，其中有的雜質(zhì)可形成低熔點共晶) 轉(zhuǎn)變成點狀或球狀，從而改善或提高了銅及其合金的機械及加工性能，這是由于活性很強的稀土金屬，能使像鉛這樣的一些雜質(zhì)對銅的潤濕性急劇降低，這些雜質(zhì)在其自身表面張力的作用下，使體積大大縮小。(3) 使合金中的某些有害雜質(zhì)由集中分布于枝晶或晶界間，改變?yōu)檩^均勻分布于整個晶體中，使雜質(zhì)實現(xiàn)在金屬微觀體積上的再分布，或?qū)δ承╇s質(zhì)的宏觀偏析發(fā)生影響，導(dǎo)致各種性能得以提高。(4) 含稀土的化合物被吸附在金屬或合金的晶界上，減少合金晶界上低熔點有害雜質(zhì)的數(shù)量，從而減弱合金的高溫回火脆性。如在鈹銅合金中未加稀土前，夾雜物多為不規(guī)則棱角形的Cu2O 和Cu2S，添加適量稀土后，夾雜物全部球化，稀土夾雜物取代了Cu2O 和Cu2S ，使夾雜物由固溶態(tài)變?yōu)橄⊥粱衔镂龀觥?/p>