项目名称：三明治结构铜/纳米铜颗粒/铜超声焊接接头构筑及力电性能调控机制

项目类别：国家自然科学基金青年项目（No：51905171）

项目主持人：倪增磊

项目执行期：2020.01.01—2022.12.31

项目简介：针对超声波焊铜薄板接头焊合率与有效厚度之间的矛盾导致其导电和力学性能弱化的瓶颈问题，本项目以调控接头界面摩擦系数为切入点，提出在待焊铜薄板界面加入纳米铜颗粒（Cu NPs）中间层的新方法。该方法利用Cu NPs改善接头界面摩擦系数，从而提高接头界面温度和塑性变形程度；运用Cu NPs较粗晶铜熔点低的特点修复接头界面处未焊合缺陷，实现在不牺牲接头有效厚度的情况下增大焊合率；同时焊后接头界面不引入异质材料。研究了Cu NPs对接头焊合率、有效厚度、界面微观组织及焊缝中微孔特征和氧元素含量的影响；揭示了Cu NPs影响接头界面摩擦系数、温度和塑性变形的规律；建立了Cu NPs与接头导电和力学性能之间的关系；采用有限元分析方法对接头残余应力进行数值模拟，阐明了Cu NPs中间层提高接头性能的作用机理。项目成果将为纳米技术在超声波焊接领域的推广应用提供科学指导，工程意义较大。