銅塑復(fù)合帶廠家淺談稀土對(duì)銅及銅合金組織的

　　銅是一種過(guò)渡元素，化學(xué)符號(hào)Cu，英文copper，原子序數(shù)29。純銅是柔軟的金屬，表面剛切開時(shí)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(jī)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(wú)損其機(jī)械性能。

　　二價(jià)銅鹽是最常見(jiàn)的銅化合物，常呈藍(lán)色或綠色，是藍(lán)銅礦和綠松石等礦物顏色的來(lái)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(huì)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(shí)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(duì)早期人類文明的進(jìn)步影響深遠(yuǎn)。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(gè)別銅礦床中，銅的含量可以達(dá)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(dòng)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(duì)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?jǐn)?shù)，下同) ，但是這些雜質(zhì)元素會(huì)嚴(yán)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(shí)還會(huì)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(qiáng),形成熔點(diǎn)較高，熱穩(wěn)定性強(qiáng)，比重較小的稀土化合物，從而達(dá)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(diǎn)高的高熔點(diǎn)金屬間化合物，因此在銅熔鑄過(guò)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(dá)到脫鉛、鉍的目的。

2、細(xì)化組織

　　稀土對(duì)銅及銅合金顯微組織的影響主要體現(xiàn)為細(xì)化晶粒，減少或消除柱狀晶，擴(kuò)大等軸晶區(qū)的作用。稀土細(xì)化銅及銅合金組織的作用機(jī)理主要存在以下三種: (1) 形成新晶核，抑制晶粒長(zhǎng)大。稀土在銅及其合金中能與一些元素反應(yīng)形成高熔點(diǎn)化合物，常以極微細(xì)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??；又從凝固原理及熱力學(xué)觀點(diǎn)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(shí)成分過(guò)冷增大，以樹枝狀方式凝固生長(zhǎng)，同時(shí)在分枝節(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生細(xì)頸、熔斷，增多了結(jié)晶核心，從而細(xì)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(bǔ)正在生長(zhǎng)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(zhǎng)的膜，從而細(xì)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(wàn)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(dá)到細(xì)化晶粒。

3、稀土對(duì)夾雜物組織的影響

　　稀土對(duì)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(diǎn)共晶) 轉(zhuǎn)變成點(diǎn)狀或球狀，從而改善或提高了銅及其合金的機(jī)械及加工性能，這是由于活性很強(qiáng)的稀土金屬，能使像鉛這樣的一些雜質(zhì)對(duì)銅的潤(rùn)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(gè)晶體中，使雜質(zhì)實(shí)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(diǎn)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>