{"id":3173,"date":"2026-03-30T01:50:08","date_gmt":"2026-03-30T01:50:08","guid":{"rendered":"https:\/\/am-printing.com\/?p=3173"},"modified":"2026-03-30T01:53:30","modified_gmt":"2026-03-30T01:53:30","slug":"research-on-the-properties-of-cucrzr-cualcrfeni2-5-composite","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/am-printing.com\/de\/research-on-the-properties-of-cucrzr-cualcrfeni2-5-composite\/","title":{"rendered":"Untersuchungen zu den Eigenschaften von CuCrZr\/CuAlCrFeNi2.5-Verbundwerkstoffen"},"content":{"rendered":"

Untersuchungen zu den Eigenschaften von CuCrZr\/CuAlCrFeNi2.5-Verbundwerkstoffen<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Hintergrund<\/h1>\n\n\n\n

Werkstoffe auf Kupferbasis werden aufgrund ihrer hervorragenden elektrischen Leitf\u00e4higkeit h\u00e4ufig in den Bereichen Energie, Verkehr und neue Energien eingesetzt. Reines Kupfer hat jedoch eine relativ geringe Festigkeit (weniger als 100 MPa), und herk\u00f6mmliche Verst\u00e4rkungsmethoden (z. B. Mischkristallverfestigung) f\u00fchren h\u00e4ufig zu starken Gitterverzerrungen, die zu einer erheblichen Elektronenstreuung f\u00fchren und somit die elektrische Leitf\u00e4higkeit stark verringern.<\/p>\n\n\n\n

Kupferlegierungen wie Cu-Cr-Zr und Cu-Ni-Si k\u00f6nnen zwar die Festigkeit durch Mischkristall- oder Ausscheidungsh\u00e4rtung erh\u00f6hen, doch ist es schwierig, extrem hohe Festigkeitswerte zu erreichen.<\/p>\n\n\n\n

Kupferlegierungen mit Keramikpartikelverst\u00e4rkung haben eine hohe H\u00e4rte, aber ihre Benetzbarkeit mit der Metallmatrix ist schlecht, was zu einer schwachen Grenzfl\u00e4chenbindung und einem erheblichen Verlust an Leitf\u00e4higkeit f\u00fchrt.<\/p>\n\n\n\n

CuCrZr\/CuAlCrFeNi2.5-Verbundwerkstoffe besitzen eine extrem hohe Festigkeit, eine ausgezeichnete thermische Stabilit\u00e4t und eine gute Metallvertr\u00e4glichkeit. CuAlCrFeNi2.5 wurde als Verst\u00e4rkungsphase entwickelt, und das darin enthaltene Kupferelement tr\u00e4gt zu einer guten metallurgischen Verbindung mit der Matrix bei.<\/p>\n\n\n\n

Experimentelle Verfahren<\/h1>\n\n\n\n

Bei der Herstellung des Verbundwerkstoffs werden die Technologien der Gaszerst\u00e4ubung, des mechanischen Kugelmahlens und des Entladungsplasmasinterns kombiniert.<\/p>\n\n\n\n

Rohmaterial:<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Matrix: <\/strong>TRUER CuCrZr-Legierungspulver mit einer Korngr\u00f6\u00dfenverteilung von 15-53\u03bcm.<\/p>\n\n\n\n

Chemische Zusammensetzung von CuCrZr-Pulver:<\/strong><\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

TRUER Los-Nr. : 20250628-Y4<\/p>\n\n\n\n

20 Gew.% CuAlCrFeNi2.5-Pulver mit einer Partikelgr\u00f6\u00dfe von 0-25\u03bcm hat eine zweiphasige Struktur aus FCC und BCC.<\/p>\n\n\n\n

SEM-Foto von <\/strong>CuCrZr\/CuAlCrFeNi2.5-Pulver<\/strong>\uff1a<\/strong><\/strong><\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Kugelmahlverfahren:<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Rotationsgeschwindigkeit 250 U\/min, Verh\u00e4ltnis Kugel\/Material: 10:1, Dauer: 5 Stunden. Durch das Kugelmahlen wird die Matrix plastisch verformt und die Partikel der Verst\u00e4rkungsphase werden eingekapselt.<\/p>\n\n\n\n

Entladungsplasmasintern (SPS):<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Der Druck wird bei 600 MPa gehalten, und die Sintertemperatur reicht von 633 K bis 843 K (mit einem Gradienten von 30 K), bei einer Haltezeit von 10 Minuten. Diese Technologie ist vorteilhaft f\u00fcr die Aufrechterhaltung einer ultrafeinen Kristallstruktur bei niedrigen Temperaturen und hohem Druck.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Analyse der Mikrostruktur<\/h1>\n\n\n\n

Der Einfluss der Sintertemperatur auf die Dichte<\/h2>\n\n\n\n

Mit steigender Sintertemperatur verbessert sich die Dichte des Verbundwerkstoffs erheblich.<\/p>\n\n\n\n

Sintern Temp.<\/strong> (K)<\/strong><\/td>Dichte<\/strong> (g\/cm3<\/sup>)<\/strong><\/td>Relative Dichte (%<\/strong>)<\/strong><\/td><\/tr>
633<\/td>8.08<\/td>95.1%<\/td><\/tr>
693<\/td>8.36<\/td>98.4%<\/td><\/tr>
723<\/td>8.43<\/td>99.2%<\/td><\/tr>
843<\/td>8.47<\/td>99.7%<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

Anmerkung: Bei 723 K \u00fcbersteigt die relative Dichte 99%, was auf den Eintritt in das Stadium der dichten Sinterung hinweist.<\/h2>\n\n\n\n
\"\"<\/figure>\n\n\n\n

 <\/h2>\n\n\n\n

Phasenumwandlung und Kornentwicklung<\/h2>\n\n\n\n

Zusammensetzung der Phase: <\/strong>Die XRD-Analyse best\u00e4tigte, dass die Matrix aus Cu bestand und die Verst\u00e4rkungsphase die B2-Phase und die FCC-Phase enthielt. Mit steigender Temperatur verst\u00e4rkte die Al-Ni-Ausscheidung die Beugungsspitzen der B2-Phase.<\/p>\n\n\n\n

Gr\u00f6\u00dfe der K\u00f6rner: <\/strong>Obwohl der Temperaturanstieg zu einem Kornwachstum f\u00fchrt, bleiben die K\u00f6rner aufgrund der hemmenden Wirkung der Ausscheidungspartikel und des schnellen Prozesses der SPS im Nanometer-\/Mikrometerbereich. Bei 633 K betr\u00e4gt die durchschnittliche Korngr\u00f6\u00dfe 210 nm, und bei 843 K steigt sie auf 840 nm.<\/p>\n\n\n\n

Mechanische Eigenschaften und Verfestigungsmechanismen<\/h1>\n\n\n\n

Die Streckgrenze (YS) und die Druckfestigkeit (UCS) des Verbundwerkstoffs zeigen den Trend, dass sie mit steigender Sintertemperatur zun\u00e4chst zunehmen und dann abnehmen.<\/p>\n\n\n\n

Bruchverhalten<\/h2>\n\n\n\n

Es weist eine gemischte Brucheigenschaft von Z\u00e4higkeit und Spr\u00f6digkeit auf, mit guter Grenzfl\u00e4chenbindung, wobei das Gleichgewicht zwischen Festigkeit und Plastizit\u00e4t bei 723 K erhalten bleibt.<\/p>\n\n\n\n

Die Risse entstehen direkt in der Cu-Legierungsphase und nicht an der Grenzfl\u00e4che, was auf eine extrem starke Grenzfl\u00e4chenbindungskraft hindeutet.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Schlussfolgerung<\/h1>\n\n\n\n

Diese Studie zeigt, dass durch die Optimierung der Sintertemperatur (723 K) und die Kombination der Gef\u00fcgetechnik von Mehrkomponenten-Legierungen Verbundwerkstoffe auf Kupferbasis mit extrem hoher Festigkeit (850 MPa Streckgrenze) und hervorragender elektrischer Leitf\u00e4higkeit (40% IACS) hergestellt werden k\u00f6nnen. Das Design von CuCrZr\/CuAlCrFeNi2.5-Verbundwerkstoffen bietet eine wichtige wissenschaftliche Grundlage f\u00fcr die Entwicklung von elektrischen Hochleistungskontaktwerkstoffen der n\u00e4chsten Generation.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Research on the Properties of CuCrZr\/CuAlCrFeNi2.5 Composite Background Copper (Cu)-based materials are widely used in the fields of power, transportation and new energy due to their excellent electrical conductivity. However, pure copper has a relatively low strength (less than 100 MPa), and traditional strengthening methods (such as solid solution strengthening) often cause severe lattice distortion, […]<\/p>\n","protected":false},"author":4,"featured_media":3175,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-3173","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-uncategorized"],"blocksy_meta":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/am-printing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3173","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/am-printing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/am-printing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/am-printing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/4"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/am-printing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=3173"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/am-printing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3173\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":3179,"href":"https:\/\/am-printing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3173\/revisions\/3179"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/am-printing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/3175"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/am-printing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=3173"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/am-printing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=3173"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/am-printing.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=3173"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}