一種銅制造技術

本發明專利技術屬于金屬材料測試技術領域，具體涉及一種銅

【技術實現步驟摘要】
一種銅、鋁金屬材料尺寸穩定性的測試方法


[0001]本專利技術屬于金屬材料測試
，具體涉及一種銅
、
鋁金屬材料尺寸穩定性的測試方法
。

技術介紹

[0002]隨著航空航天
、
深海探測
、
汽車工業等領域的快速發展，業界對金屬材料的尺寸穩定性提出了新的要求
。
除了要求材料具有輕質
、
高強
、
高導熱和高耐磨特性外，業界還迫切的需要材料具有較好的尺寸穩定性
。
[0003]對多數金屬材料而言，反映其尺寸穩定性的指標分別包括材料的
(1)
微屈服強度；
(2)
彈性模量；和
(3)
熱膨脹系數
。
在實際服役場景下，極小的彈性應變
(10
?6～
10
?5)
就可導致精密器件的服役失效，因此該微小的應變對應的應力通常用于表征該材料在外加應力下抵抗微屈服變形的能力，定義為該材料的微屈服強度
。
彈性模量代表著材料抵抗彈性變形的能力，是材料在外應力作用下的一個重要尺寸穩定性指標
。
材料的熱膨脹系數則體現材料的熱膨脹行為或者在變溫條件下的尺寸變化行為
。
因此，材料尺寸穩定性設計需從提高材料抵抗在外部載荷及不同溫度條件下發生微小變形的能力的兩個方面入手解決
。
[0004]現有的評估材料的尺寸穩定性的技術通常只能通過單一檢測的方法來測試材料的微屈服強度
(
通過反復加載
?
卸載法求得
)、
彈性模量
(
應力
?
應變曲線彈性階段應力
σ
與應變
ε
的比值
)
或熱膨脹系數
(
通過熱膨脹測試儀測試求得
)
中的其中一種，測試過程耗時較長，且只能獲取其中一項結果
。
同時，由于微屈服強度和彈性模量僅能夠反應外部應力對材料尺寸穩定性的影響，而熱膨脹系數也只能夠反應溫度對材料尺寸穩定性的影響，都有其測試條件單一的局限性
。
而在實際服役應用的過程中，金屬材料既要承受外部應力的作用，同時還要承受來自環境中溫度變化帶來的雙重影響
。
因此，迫切需要一種同時受到溫度和外加應力共同影響時尺寸穩定性的測試方法
。

技術實現思路

[0005]本專利技術的目的在于提供一種銅
、
鋁金屬材料尺寸穩定性的測試方法，本專利技術提供的測試方法能夠實現在不同溫度和不同振動頻率的交變外加應力共同作用下對金屬材料尺寸穩定性的實時測試，且測試方法更加準確
。
[0006]為了實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：
[0007]本專利技術提供了一種銅
、
鋁金屬材料尺寸穩定性的測試方法，包括以下步驟：
[0008]采用動態熱機械分析儀，對銅
、
鋁金屬材料進行動態熱機械分析測試，得到所述銅
、
鋁金屬材料在不同溫度和不同振動頻率的交變外加應力共同作用下的實時復合模量
|E|、
損耗因子
tan
δ
、
儲存模量
E'
和損耗模量
E”；
[0009]根據所述銅
、
鋁金屬材料在不同溫度和不同振動頻率的交變外加應力共同作用下的實時損耗因子
tan
δ
、
儲能模量
E'、
耗能模量
E”和復合模量
|E|
與實際應用場景所對應的尺寸穩定性要求進行比對，確定所述銅
、
鋁金屬材料的尺寸穩定性
。
[0010]優選的，所述動態熱機械分析測試的條件為：振動頻率為
0.1
～
100.0Hz
，交變應力為
±
12N
，振幅為
±
240
μ
m
，溫度為
25
～
600℃。
[0011]優選的，所述溫度的變溫速率為1～
20℃/min。
[0012]優選的，所述銅
、
鋁金屬材料的形狀為板條狀銅
、
鋁金屬材料；
[0013]所述板條狀銅
、
鋁金屬材料的長度為
25
～
70mm
，寬度為2～
20mm
，厚度為
0.5
～
5mm。
[0014]本專利技術提供了一種銅
、
鋁金屬材料尺寸穩定性的測試方法，包括以下步驟：采用動態熱機械分析儀，對銅
、
鋁金屬材料進行動態熱機械分析測試，得到所述銅
、
鋁金屬材料在不同溫度和不同振動頻率的交變外加應力共同作用下的實時復合模量
|E|、
損耗因子
tan
δ
、
儲存模量
E'
和損耗模量
E”；根據所述銅
、
鋁金屬材料在不同溫度和不同振動頻率的交變外加應力共同作用下的實時損耗因子
tan
δ
、
儲能模量
E'、
耗能模量
E”和復合模量
|E|
與實際應用場景所對應的尺寸穩定性要求進行比對，確定所述銅
、
鋁金屬材料的尺寸穩定性
。
本專利技術采用動態熱機械分析來測試樣品受周期性
(
正弦
)
變化的機械應力和升溫過程中材料彈性模量的變化，能夠更全面的分析所述銅
、
鋁金屬材料在外力和溫度共同作用下的尺寸穩定性，具有實時
、
更加靈敏
、
便捷和高效的特點
。
[0015]與現有技術相比，本專利技術所述技術方案具有以下有益效果：
[0016]1)
相較于測量微屈服強度和熱膨脹系數動輒耗時幾小時的問題，該方案僅需幾分鐘即可檢測出所述銅
、
鋁金屬材料的彈性模量，從而反映出其尺寸穩定性；
[0017]2)
本專利技術所述測試方法具有實時反映材料尺寸穩定性的特點，所見即所得
。
[0018]3)
本專利技術所述測試方法對樣品的形狀沒有特定要求，只需常規板狀樣品即可進行測試，無需切割成特定工件形狀；
[0019]4)
相較于僅依靠著循環應力加載
?
卸載的應力
?
應變型微屈服測試
(
無法測量銅
、
鋁金屬材料持續變化溫度下的尺寸穩定性變化
)
和只能測量銅
、
鋁金屬材料變溫下熱膨本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.
一種銅
、
鋁金屬材料尺寸穩定性的測試方法，其特征在于，包括以下步驟：采用動態熱機械分析儀，對銅
、
鋁金屬材料進行動態熱機械分析測試，得到所述銅
、
鋁金屬材料在不同溫度和不同振動頻率的交變外加應力共同作用下的實時復合模量
|E|、
損耗因子
tan
δ
、
儲存模量
E'
和損耗模量
E”；根據所述銅
、
鋁金屬材料在不同溫度和不同振動頻率的交變外加應力共同作用下的實時損耗因子
tan
δ
、
儲能模量
E'、
耗能模量
E”和復合模量
|E|
與實際應用場景所對應的尺寸穩定性要求進行比對，確定所述銅
、
鋁金屬材料的尺寸穩定性
。2.

【專利技術屬性】
技術研發人員：謝昆，劉忠俠，蔡彬，梁炳玉，張鑫，盧瓊瓊，宋克興，張國賞，岳鵬飛，史榮豪，
申請(專利權)人：河南省科學院材料研究所，
類型：發明
國別省市：