高均匀性铜层分布铝基复合材料的累积叠轧制备及其磨损性能研究

来自材料工程领域的研究人员通过累积叠轧（ARB）技术制备高均匀铜层分布的铝/铜层状复合材料，系统研究其在不同载荷和滑动距离下的磨损行为。结果表明：12道次ARB后材料抗拉强度达321 MPa，断裂伸长率9.7%，硬度显著提升（铝层154%，铜层174%）。研究揭示了粘着磨损、磨粒磨损和分层剥落等多重磨损机制，为高性能层状复合材料设计提供重要参考。

　　

本研究通过累积叠轧（Accumulative Roll Bonding, ARB）技术制备出具有高度均匀铜层分布的铝/铜层状复合材料，并系统表征其在不同滑动条件和载荷下的磨损行为。经过多达12道次ARB加工后，材料最终抗拉强度达到321兆帕（MPa），断裂延伸率为9.7%。利用光学显微镜、扫描电子显微镜（SEM）、拉伸试验、硬度测试和磨损实验对复合材料的微观结构、力学性能及耐磨性能进行分析。

在较低载荷和滑动距离条件下，由于应变硬化层硬度显著提升（铝层提高154%，铜层提高174%，均相较于原始板材），材料重量损失减少。然而当载荷从5牛（N）增加至10 N、滑动距离从500米延长至1500米时，重量损失加剧。这是由于接触应力增大导致变形深度和表面温度升高，加速塑性变形区的再结晶过程。磨损测试结果进一步表明，材料存在多种磨损机制，包括粘着磨损（adhesion）、磨粒磨损（abrasion）以及分层剥落（delamination）。