合肥物质院固体所内讧与固体缺点研讨部在高强高热导耐热铜合金研讨方面获得新进展。相关成果宣布在 Acta Materialia 上。

  高功能铜合金在先进核能、高速轨道交通、电子芯片、强电磁等范畴具有极端严重的使用。铜合金用作核聚变堆高热负荷部件的热沉资料时，需求一起具有高强度、高热导率、高温安稳及抗辐照等归纳功能。但是，铜合金的强度、导热功能和高温安稳性三者之间往往彼此限制。例如，经过细化晶粒制备的纳米晶铜的强度得到大幅度进步，但其耐热性差。沉积强化型铜合金如CuCrZr合金，作为世界热核聚变试验堆（ITER）的首要候选热沉资料，其在室温及中低温度下具有高强度和杰出导热功能，但在较高温度下沉积强化相产生粗化或溶解，导致高温功能明显退化。

  针对以上问题，研讨人员使用金属钨（W）的高熔点、高热导率以及与Cu不互溶等特性，选用液相组成和低温分段复原技能制备了纳米W颗粒均匀散布的W@Cu核壳结构复合粉体，再结合放电等离子体烧结获得了高强、高热导、高温安稳的纳米结构Cu-W合金。合金中的纳米W颗粒（~7.6 nm）均匀散布在超细晶Cu基体内，有用地进步了资料的强度和高温安稳性，一起晶体内的纳米孪晶界也可以明显进步资料强度。因为合金中的W颗粒十分细微、与Cu基体不互溶，增加少数W（1.8 at%）就可以到达十分好的弥散增强作用，一起削减对导热/导电功能的影响，然后有用克服了铜合金强度-热导率-耐热性彼此限制问题。纳米结构Cu-W合金的室温抗拉强度达709 MPa、热导率为370 Wm-1K-1，在800℃高温下仍可以坚持晶粒安排安稳，其室温及高温强度、热导率和高温安稳性均明显优于ITER的CuCrZr合金。此外，纳米结构Cu-W合金还具有高导电性（室温电导率85.1% IACS）和优异的抗辐照功能。该工作为高强、高导热/导电、耐热铜合金的研制供给了一种新策略。

  固体所博士研讨生柯建刚为该论文的榜首作者，刘瑞研讨员和吴学邦研讨员为一起通讯作者。该研讨得到了国家磁束缚核聚变能开展研讨专项、国家自然科学基金、安徽省自然科学基金和合肥物质院院长基金等项目的支撑。（来历：中国科学院合肥物质科学研讨所）

  图 1. 纳米结构 Cu-W 合金的 TEM 相片及 W 颗粒的尺度散布。

  图 2. 纳米结构 Cu-W 合金的力学功能、导热功能以及与其它铜基资料的功能比较。