Fabrication, Properties and Microstructures of High Strength and High Conductivity Copper-Silver Wires / Otrzymywanie Oraz Własności I Mikrostruktura Wysokowytrzymałych I Wysoko Przewodzących Drutów Ze Stopów Cu-Ag

Abstract

Research results of manufacturing composite filamentary nanostructure Cu-Ag alloys with silver addition from 5 to 15% wt. are presented in the paper. Manufacturing technology of these composites and variable solubility of silver in copper and copper in silver in the range of solid solutions. Suitable quantity and processing sequences of high deformation plastic working and heat treatment allows to obtain wires constituted from Cu and Ag fibres with nanometric transverse dimensions and in consequence provide to optimum superposition of high mechanical strength, high electrical conductivity and sufficient ductility of Cu-Ag alloys.The paper presents the method of continuous casting of alloys, selected physico-chemical properties and degree of deformation. Influence of chosen heat treatment method over electrical and mechanical properties of both casts and micro wires on mechanical and electrical properties of cast materials during converting them into micro wires with tensile strength higher than 1200 MPa and electrical conductivity higher than 40 MS/m are presented too.Research results of optical and scanning microscopy structure analysis were presented for casts and wires submitted to various thermo-mechanical strengthening.Keywords: silver-copper alloys, continuous casting, drawing, micro-wires, filamentary micro-composite, nanostructure, high conductivity, high strength Praca dotyczy badań nad kształtowaniem zespołu bardzo wysokich własności wytrzymałościowych i elektrycznych drutów i mikro-drutów ze stopów CuAg5 i CuAg15. Technologia wytwarzania drutów ze stopów Cu-Ag wykorzystuje zjawisko obustronnej zmiennej rozpuszczalności składników stopów w stanie stałym. Jak wykazały przeprowadzone badania, odpowiednie połączenie przeróbki plastycznej materiałów o strukturze odlewniczej z międzyoperacyjną obróbką cieplną umożliwia uzyskanie korzystnej kompozytowej mikrostruktury silnie wydłużonych włókien Cu i Ag o nanometrycznych wymiarach poprzecznych. Optymalizacja parametrów technologicznych pozwala na uzyskanie drutów i mikro-drutów Cu-Ag o wytrzymałości na rozciąganie w zakresie 1000÷1300 MPa przy równocześnie wysokiej przewodności elektrycznej wynoszącej 70÷85% w skali IACS.W artykule pokazano metodę uzyskania stopów Cu-Ag oraz wyniki badań wybranych własności fizykochemicznych, schemat odkształcenia oraz badania wpływu wstępnej obróbki cieplnej materiałów w stanie odlanym na zmianę własności elektrycznych i mechanicznych zarówno odlewów jak i drutów po przeróbce plastycznej. Zamieszczono także wyniki obserwacji strukturalnych przy zastosowaniu mikroskopii optycznej i skaningowej odlewów oraz ewolucję struktury po przeróbce plastycznej oraz po różnych etapach międzyoperacyjnej obróbki cieplnej.

Cu-Based Bimetallic Catalysts for Electrocatalytic Oxidative Dehydrogenation of Furfural with Practical Rates

“…The appearance of peak shoulders or significant skews to the right in CuAu/Cu (Figure S7d) and CuPd/Cu (Figure S8d) indicate the incorporation of Au/Pd into Cu domains and the formation of alloys. The observation of alloys on CuPd, CuAu, and CuPt but not on CuAg is due to their more favorable mixability between two metal atoms, which is supported by the phase diagram of Cu-based alloys. − In addition, similar to CuPt/Cu, XPS analysis of all bimetals show the Cu 2 O-dominated surfaces and that M exists in its metallic chemical state.…”

Low-Temperature Diffusion of Au and Ag Nanolayers for Cu Bonding

“…Therefore, diffusion from Cu to Ag requires less energy than diffusion from Ag to Cu, while diffusion from Cu to Au requires greater activation energy than diffusion from Au to Cu. Based on the phase diagrams of Au-Cu [21] and Ag-Cu [22], AuCu3 may exist at 200 °C if an alloy is formed between Au and Cu, but Figure 4a,c show no evidence of the formation of the AuCu3 alloy. For Ag-Cu, mostly the α phase, which is the Cu phase, may exist at 200 °C with a minuscule amount of the α phase.…”

“…In addition, the bonding temperature of semiconductors varies depending on the product, but low temperatures below 250 °C are increasingly required. Cu bonding using a metal passivation layer can be applied to products either ultra-fine pitch Cu pad structures or larger Based on the phase diagrams of Au-Cu [21] and Ag-Cu [22], AuCu 3 may exist at 200 • C if an alloy is formed between Au and Cu, but Figure 4a,c show no evidence of the formation of the AuCu 3 alloy. For Ag-Cu, mostly the α phase, which is the Cu phase, may exist at 200 • C with a minuscule amount of the α phase.…”

Novel advanced copper-silver materials produced from recycled dendritic copper powders using electroless coating and hot pressing

“…Copper–silver systems show limited solubility in each other and form solid solutions. However, a temperature of about 779°C is required for the eutectic transformation to occur, as indicated in the Cu–Ag phase diagram [45] Therefore, it should be noted that in our current study, since the compact production was carried out at 500°C, solid solution formation is not in question, but it is considered as a mixture of copper and silver metal phases.

Figure 5 XRD pattern of samples non-containing and containing electroless silver-coated copper powders.

…”