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时间：2025/05/27 作者：周凯旋 |
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高强度与高导电性兼具的铜合金在电子、电力、交通与医用器械等领域具有重要应用价值，然而在工程尺度上实现其力学性能与电性能的协同提升仍面临显著挑战。为突破该瓶颈，研究团队依托球差校正透射电子显微镜（Cs-TEM）、电子背散射衍射（EBSD）等多种先进电子显微技术，对经“旋转锻造（RS）+时效处理”工艺制备的Cu-Ni-Be合金（C17510）进行了系统的多尺度微观结构分析，构建了涵盖晶粒取向、位错演化与纳米析出相的全尺度表征体系，从而揭示材料宏观性能背后的微观结构机制。 |
| EBSD分析结果表明，在旋锻过程中晶粒由初始粗大的等轴晶逐步演化为沿轴向取向的纤维状组织，小角度晶界与高角度晶界比例随变形程度显著调整。经时效处理后，材料呈现出强织构保留与亚稳态析出相共存的组织特征。高分辨TEM图像进一步显示，在峰值时效条件（673 K/1 h）下，基体中析出大量细小的γ″相，平均尺寸约为1.6 nm，这些析出物与Cu基体呈共格关系，并具有典型的Bain取向关系，周围伴随轻微晶格畸变区。几何相位分析（GPA）结果证实，γ″相可有效钉扎位错、形成局部应力集中区，从而提升合金的加工硬化能力。 |
| 综上所述，旋锻–时效协同工艺不仅在宏观上实现了“高强–高延–高导”的性能耦合突破，电子显微学手段还系统揭示了合金微观组织的演化路径与强化机制，为高性能铜合金的组织调控与工程应用提供了理论基础与结构设计依据。 |
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| 该成果由南京理工大学、南京大学医学院南京生物与医学电子显微技术研究中心、河海大学联合完成，博士生周凯旋（现为研究组博士后）为论文第一作者，研究组刘吉梓教授为论文共同通讯作者，河海大学赵永好教授为共同一作和共同通讯作者。论文题为《Enhanced mechanical and electrical properties of Cu-Ni-Be alloys through rotary swaging and aging treatment》，发表在材料类一区top期刊《Journal of Materials Science & Technology》上，IF=11.2。论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jmst.2025.01.073 |
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