文献综述
摘要：机械强度和电导率是电气工程中使用的导电金属材料最重要的性能。今天，在这个领域，对于具有改进性能的创新导体材料的需求日益增长。同时，主要问题是由于这些性能的物理性质，高导电性和高强度通常是相互排斥的。纯金属的合金化导致其机械强度显着增加，而电导率由于溶质和沉淀物中的电子散射而急剧下降。最近的研究表明，Al及其合金中可以实现高机械强度和电导率的结合。研究表明，这些材料的机械强度和导电性主要受其微观结构的影响。其中晶粒尺寸，第二相形态，分布以及位错结构是最重要的参数。
关键词：铝，电导率，机械强度
一、金属中的机械强度和电导率：
金属和合金的电学性能具有重要的实际意义，特别是在加热，温度测量，信号和功率传输，开关器件，半导体和薄膜器件等领域[1]。它们最重要的电特性之一就是它们易于传输电流，即电导率。金属中的电导率是一种固有属性，是自由电子运动的结果。众所周知，金属原子的特征是靠近费米能级的能级中的电子。位于外壳中的这些价电子可以在电场下移动。当施加这样的电场时，会对自由电子施加力，并且由于它们的负电荷，它们以与场的方向相反的方向迁移[1,2]。电力最有效的导体是具有单价电子的金属，该电子可自由移动并在其他电子中引起强烈的排斥反应。在导电性最好的金属中，如Ag，Cu和Au，它们具有单价电子，电阻很小，引起强烈的排斥反应。具有三价电子的Al作为第四大导电金属。Ag和Au是贵金属，由于成本极高，因此工程应用中不感兴趣。铜和铝是目前在电子工程和电子学中使用最广泛的金属。机械强度和电导率是导电材料最重要的性能之一。然而，高强度和高电导率在金属和合金中是相互排斥的，在开发导电材料时总会遇到强度和电导率之间的折中[3]。具有高导电率的纯Cu和Al显示出非常低的机械强度，并且其取决于纯度，屈服强度大约为10-20MPa。通常，通过位错的运动引入障碍物，可以加强纯金属。通常认为四个主要的策略是增加金属材料的机械强度[4-6]：
①固溶强化：强化来自基质中的溶质原子; 它主要依赖于浓度和尺寸的不匹配[4]。 应该指出的是，通常存在于纯金属中的杂质也可以提供一些小的加强。
②沉淀强化：这种类型的强化是在含有第二相沉淀物的金属和合金中实现的，其作为阻碍位移滑动的障碍。强化效果取决于颗粒间距，沉淀物的大小，形状，基体/沉淀物界面的相干性以及沉淀物的空间分布[5]。
③由加工产生的位错积累加强：晶粒/亚晶内部位错（统计储存的位错）和或位错边界（几何位错必需的位错）中的高位错密度可以提供显着量的金属强化[6]。位错强化的贡献随着位错密度的增加而增加。
④晶粒细化：晶界是位错运动的有效障碍，因为位错堆积在晶界处。较细晶粒的堆积含有较少的位错，堆积顶端处的应力降低，因此需要较大的应力来引起相邻晶粒的滑移，导致屈服强度随着晶粒尺寸的减小而增加 众所周知的霍尔 - 佩奇法[7,8]。应该指出的是，引入高密度的也提供孪晶也提供了类似的强化效果，因为孪晶边界可作为位错运动的障碍。
