冷拔单晶铜线材微观组织及其信号传输特性

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1、冷拔单晶铜线材微观组织及其信号传输特性学科：材料加工工程研究生签字：碜锡拖指导教师签字：罾Jf＼-‘摘要开发具有高保真性能的传输导线、高传输频率的网络通讯电缆、以及微型中电器件用的超细丝导线具有重要工程实际意义。单晶铜线材由于消除晶界对传输信号的影响，同时具有优异的塑性变形以及信号传输性能，在高保真传输导线方面拥有广阔的应用前景。在高品质的音响线材研发中，发现由单晶铜线制备的音响电缆对信号传输具有较明显的方向性。然而，目前由单晶连铸技术制备的单晶线材直径却大于这些电缆导线的直径，只有通过多次塑性变形才能使用。本文通过制备单晶铜及

2、不同塑性变形量的单晶铜试样，分析了单晶铜内位错蚀坑的影响因素以及单晶铜线材在塑性变形过程中TEM微观组织演化的规律。同时，采用背散射电子衍射对不同变形量的单晶铜线材的织构进行组织演化分析。为了进一步研究信号传输的特性，将单晶铜线材制成了数字通讯用电缆，分别测量了该电缆正反向的插损及驻波比值。本工作所取得的主要研究结果如下：(1)对单晶铜的浸蚀坑研究表明在氯化铁盐酸溶液中配比为FeEl。：HEl：1120为209：5ml：100ml时有蚀坑产生，当腐蚀液中金属离子浓度达到一定程度才会产生蚀坑。腐蚀坑与腐蚀时间、晶面取向以及塑性变形

3、量有关。(2)TEM微观组织分析表明，位错胞平均尺寸随变形量的增加而减小，当真应变小于0．94时，宏观上晶粒裂化并不明显，位错胞形貌为等轴胞；真应变为0．94-1．39时位错胞转变为沿拉拔方向拉长的位错胞，宏观上出现晶粒裂化，微观上胞块和沿{111)面分布的MBs开始明显增多；真应变为1．39-1．96时，大部分位错胞消失，微观上出现大量剪切变形的S带形成纤维状组织。S带的出现为层状带(LBs)的形成提供了条件；单晶铜和变形单晶铜线材中均出现了孪晶组织。(3)采用OCC技术制备的单晶铜线材凝固形成精细组织的取向差比较小，绝大部分

4、在30以内，凝固形成的热枝晶并没有遗传到变形组织中。随变形量的增加，变形单晶铜线材晶粒竞争生长形成的<100>转变为<100>、<111>以及比较弱的<112>丝织构，剪切变形是织构组分转变的主要原因。<111>组分为形变单晶铜线材的最终稳定织构组分。(4)通过对不同型号的铜芯电缆的插损和驻波的测量发现，没有变形的铜芯电缆方向性差别比较小，几乎分辨不出方向性差异，而变形后的差异相对比较大，线材的直径越小，正反的差别越大；一定频率下，特性阻抗越小，线材正反方向性差别越大。关键词：单晶铜线材；塑性变形；微观组织；背散射电子衍射；透射

5、电子显微镜；插损；驻波比ⅡMicrostructuresandElectricalSignal"lYansmissionSpecialtyofColddrawnSingleCrystalCopperWiresDiscipline：MaterialsProcessingEngineeringStudentSignature：协附鼬pe毗or跚舢联护∽叭ABSTRACTItisimportanttodevelopthehi曲fidelitytransmissionlead，networkcommunicationcablesofhi

6、ghtransmissionfrequencyandthethinwiresforminimizingthepartsofanapparatus．Thesinglecrystalwireseliminatetheinfluenceofgrainboundaries，andhaveexcellentabilityofplasticdeformationandsignaltransmission．Thenthesinglecrystalwireshaveagoodfutureinthemarketplaceofsignallead．

7、DirectionaldifferenceofsignaltransmissioninsinglecrystalcoppercablehasbeentheIIaOV"probleminthestudyofhighquafftyandhi曲fidelityacousticwires．However,thediameterofthesinglecrystalcopperwiresproducedatpresentismuchlargerthanthediametersofactuallyusedwiresanditmustbepla

8、sticallydeformedseveraltimesbeforebeingused．Colddrawnmethodhasbeenadoptedtoavoidthechangeofmicrostractureresultformannealingmethod．