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摘要：我国是铝电解电容器的生产大国，国内电解电容器阳极箔普遍质量不高，在微量元素、退火工艺、表面质量上与国外先进生产技术相比还有待提高。而对于制造铝电解电容器阳极的高纯铝箔，其化学成分、微观组织、力学性能是影响其质量的重要因素，为了改善高纯铝箔的组织及性能，提高电解电容器阳极箔质量，在工业生产中，往往通过加入一定量的化学元素来改变其合金成分，改善组织及性能，提高生产水平，加入Cu元素可以有效改善铝合金的组织，提高抗拉强度。本文主要研究了在纯铝中加入一定量的Cu对纯铝铝箔坯料组织及力学性能的影响。
关键词：纯铝铝箔；Cu；显微组织；力学性能
铝箔具有质轻、密封性好、包覆性优良等一系列优点，在包装、机电和建筑三大领域得到了广泛运用。目前绝大部分铝箔为99.0%-99.5%的工业纯铝，而铝电解电容器的阳极铝箔使用的是纯度99.9%的工业高纯铝。
1、试验材料与方法
试验用工业纯铝化学成分 （ 质量分数，%） 为0.006～0.008Si、0.007～0.009Fe、≤0.007Mg、≤0.001Mn、≤0.004Ga、≤0.001V，余量Al将工业纯铝加热至700℃使其熔化，保温30min后加入0.5%的纯铜，在700℃保温10min，精炼、除渣后浇入磨具中冷却至室温，冷却后先轧制成2.5mm厚的铝箔，再经过2.5mm-2.1mm-2.0mm-1.5mm-1.0mm-0.9mm-0.7mm-0.6mm共7道次的轧制，最终轧制为0.6mm厚度的铝箔，轧后进行370℃保温6h退火处理。使用德国蔡司公司的Axio imager A2m型光学显微镜观察铝箔坯料的显微组织，使用CMT5105型电子万能材料试验机对退火前后的铝箔坯料进行力学性能测试。
2、试验结果与讨论
2.1铜对纯铝铝箔显微组织的影响
由图1（a）可以看出，退火后的工业纯铝晶粒尺寸较大且晶粒不均匀$在工业纯铝中加入0.5%的纯铜后，Cu溶入-Al固溶体中，而多余的Cu与Al反应生成第二相化合物，从Al基体上析出CuAl2。由图1（b）可以看出，形成的强化相晶粒尺寸小且呈等轴状分布，提高了纯铝的组织均匀性，有效改善了纯铝的组织。同时加入的Cu可以促其生成更多的强化相，使材料的强度得到明显的提高，而析出的CuAl2相属于可溶性相，主要起强化作用，能够提高合金抗拉强度$由此可知，在工业纯铝中加入0.5%的纯铜后可以使纯铝的晶粒尺寸减小，组织更加均匀一致。
2.2 铜对纯铝铝箔力学性能的影响
铝箔经过多道次的轧制变形，使得内部晶粒破碎，晶粒尺寸减小，抗拉强度升高。对轧制后的铝箔坯料进行了力学性能测试，由表1可以看出，纯铝铝箔在退火之前的抗拉强度可达到145.9～151.2MPa，伸长率为3.3%～6.7%。加入0.5%的纯铜之后，生成的强化相有效地提高了铝箔坯料的强度，增加為202.1%～212.6MPa，并且Cu使得晶粒组织进一步细化且更加均匀一致，有利于提高工业纯铝的抗拉强度，但铝箔坯料塑性有所降低，伸长率降为1.7%～3.3%。
铝箔在退火前的多道次加工，使晶粒破碎的更加细小、均匀，并使退火后的晶粒保持了均匀性。由于铝箔在退火前进行多道次的轧制，使得其加工硬化效果不断提高，即铝箔的强度得到了大幅度提高，塑性却大大下降，对后续的加工产生不利的影响。因此需要对铝箔进行退火，使铝箔内部的再结晶晶粒长大，同时消除由多道次轧制累积的加工硬化和内应力，铝箔的塑性可以得到有效的恢复，但铝箔的抗拉强度会降低。由表1可见，工业纯铝退火后的抗拉强度为49.5～55.5MPa，伸长率提高至26.7%～40.0%，加入0.5%后，由于Cu在位错附近聚集，对位错产生较大的钉扎作用，阻滞了晶界的迁移，从而阻碍再结晶晶粒的长大。Cu与Al形成CuAl2合金相，弥散分布于组织中，弥散强化剧烈，致使铝箔的抗拉强度明显提高，为84.4～86.9MPa，伸长率为23.3%～28.3%。
3、结论
（1）Cu可使纯铝组织细化，晶粒呈等轴状分布，晶粒尺寸减小，提高了组织均匀性，纯铝的组织更加均匀一致，而Cu与Al形成的强化相CuAl2能够有效提高纯铝铝箔的抗拉强度。
（2）经多道次轧制后，Cu可使晶粒进一步破碎、细化，组织更加均匀，与纯铝铝箔相比塑性有所降低，抗拉强度提高39%。
（3）经过370℃保温6h退火处理后，Cu对位错产生较大的钉扎作用，阻碍晶粒的长大，形成的强化相CuAl2产生剧烈的弥散强化作用，使铝箔塑性基本不变，抗拉强度提高67%。
（作者单位：江苏鼎胜新能源材料股份有限公司）
关键词：纯铝铝箔；Cu；显微组织；力学性能
铝箔具有质轻、密封性好、包覆性优良等一系列优点，在包装、机电和建筑三大领域得到了广泛运用。目前绝大部分铝箔为99.0%-99.5%的工业纯铝，而铝电解电容器的阳极铝箔使用的是纯度99.9%的工业高纯铝。
1、试验材料与方法
试验用工业纯铝化学成分 （ 质量分数，%） 为0.006～0.008Si、0.007～0.009Fe、≤0.007Mg、≤0.001Mn、≤0.004Ga、≤0.001V，余量Al将工业纯铝加热至700℃使其熔化，保温30min后加入0.5%的纯铜，在700℃保温10min，精炼、除渣后浇入磨具中冷却至室温，冷却后先轧制成2.5mm厚的铝箔，再经过2.5mm-2.1mm-2.0mm-1.5mm-1.0mm-0.9mm-0.7mm-0.6mm共7道次的轧制，最终轧制为0.6mm厚度的铝箔，轧后进行370℃保温6h退火处理。使用德国蔡司公司的Axio imager A2m型光学显微镜观察铝箔坯料的显微组织，使用CMT5105型电子万能材料试验机对退火前后的铝箔坯料进行力学性能测试。
2、试验结果与讨论
2.1铜对纯铝铝箔显微组织的影响
由图1（a）可以看出，退火后的工业纯铝晶粒尺寸较大且晶粒不均匀$在工业纯铝中加入0.5%的纯铜后，Cu溶入-Al固溶体中，而多余的Cu与Al反应生成第二相化合物，从Al基体上析出CuAl2。由图1（b）可以看出，形成的强化相晶粒尺寸小且呈等轴状分布，提高了纯铝的组织均匀性，有效改善了纯铝的组织。同时加入的Cu可以促其生成更多的强化相，使材料的强度得到明显的提高，而析出的CuAl2相属于可溶性相，主要起强化作用，能够提高合金抗拉强度$由此可知，在工业纯铝中加入0.5%的纯铜后可以使纯铝的晶粒尺寸减小，组织更加均匀一致。
2.2 铜对纯铝铝箔力学性能的影响
铝箔经过多道次的轧制变形，使得内部晶粒破碎，晶粒尺寸减小，抗拉强度升高。对轧制后的铝箔坯料进行了力学性能测试，由表1可以看出，纯铝铝箔在退火之前的抗拉强度可达到145.9～151.2MPa，伸长率为3.3%～6.7%。加入0.5%的纯铜之后，生成的强化相有效地提高了铝箔坯料的强度，增加為202.1%～212.6MPa，并且Cu使得晶粒组织进一步细化且更加均匀一致，有利于提高工业纯铝的抗拉强度，但铝箔坯料塑性有所降低，伸长率降为1.7%～3.3%。
铝箔在退火前的多道次加工，使晶粒破碎的更加细小、均匀，并使退火后的晶粒保持了均匀性。由于铝箔在退火前进行多道次的轧制，使得其加工硬化效果不断提高，即铝箔的强度得到了大幅度提高，塑性却大大下降，对后续的加工产生不利的影响。因此需要对铝箔进行退火，使铝箔内部的再结晶晶粒长大，同时消除由多道次轧制累积的加工硬化和内应力，铝箔的塑性可以得到有效的恢复，但铝箔的抗拉强度会降低。由表1可见，工业纯铝退火后的抗拉强度为49.5～55.5MPa，伸长率提高至26.7%～40.0%，加入0.5%后，由于Cu在位错附近聚集，对位错产生较大的钉扎作用，阻滞了晶界的迁移，从而阻碍再结晶晶粒的长大。Cu与Al形成CuAl2合金相，弥散分布于组织中，弥散强化剧烈，致使铝箔的抗拉强度明显提高，为84.4～86.9MPa，伸长率为23.3%～28.3%。
3、结论
（1）Cu可使纯铝组织细化，晶粒呈等轴状分布，晶粒尺寸减小，提高了组织均匀性，纯铝的组织更加均匀一致，而Cu与Al形成的强化相CuAl2能够有效提高纯铝铝箔的抗拉强度。
（2）经多道次轧制后，Cu可使晶粒进一步破碎、细化，组织更加均匀，与纯铝铝箔相比塑性有所降低，抗拉强度提高39%。
（3）经过370℃保温6h退火处理后，Cu对位错产生较大的钉扎作用，阻碍晶粒的长大，形成的强化相CuAl2产生剧烈的弥散强化作用，使铝箔塑性基本不变，抗拉强度提高67%。
（作者单位：江苏鼎胜新能源材料股份有限公司）