国际塑性顶刊《IJP》:中南大学喻海良&香港理工大学傅铭旺团队通过异质结构均匀化策略实现铜合金层状复合材料的强塑协同

传统铍铜合金受制于强度-塑性的固有权衡，且传统异质结构层状复合材料因软硬层性能不匹配导致界面应力集中和裂纹扩展。本研究针对这一问题，提出了一种“异质结构均匀化”新策略。通过将紫铜/铍铜层状复合材料的单层厚度设计为小于界面互扩散宽度，实现了元素的充分互扩散，细化了铍铜层中的粗γ相，并在纯铜层中诱导出均匀的纳米析出相，同时形成类单晶层状结构。在合金元素用量减少50%的前提下，该复合材料获得了与商用QBe2.0铍铜相当的抗拉强度，断裂伸长率提升307%，电导率提升110%，实现了强度、塑性和导电性的协同突破。核心机制包括类单晶织构与均匀纳米析出相协同抑制裂纹形核，以及均匀化界面过渡区促进位错均匀分布，从根本上解决了传统异质结构材料的性能瓶颈。该研究为低成本、高性能铜合金及其他层状复合材料的设计提供了新范式。