第7期 胡志勇等：玻璃包覆纯铜微丝的力学性能 .747 30m,玻璃包覆层厚度2~8m,图1(a)所示为玻 1试样制备及实验方法 璃包覆纯铜微丝显微照片，由图可见，纯铜芯丝和 1.1试样制备 包覆层形状规整、尺寸均匀，采用市售体积分数为 纯铜原料选用无氧铜杆（铜纯度99.98%），质 40%的氢氟酸作为玻璃腐蚀剂，将玻璃包覆纯铜微 量为1.8~3.2g,玻璃管选用型号为BJTY的高硼 丝浸入氢氟酸中去除玻璃包覆层，即可得到纯铜裸 硅酸盐玻璃，玻璃管外径10mm,壁厚1mm,在自行 丝.对于上述尺寸范围的微丝，经80~140s腐蚀， 研制的玻璃包覆金属微丝实验设备上制备了玻璃包 可将玻璃包覆层完全去除，图1(b)所示为去除玻璃 覆纯铜微丝，微丝的主要尺寸范围为铜丝直径4~ 包覆层后的纯铜芯丝试样照片， (a) (b) 玻璃包履层 纯铜芯丝 纯铜芯丝 10 um 10 um 图1拉伸实验样品显微照片.()带玻璃包覆层：(b)不带玻璃包覆层 Fig.1 Appearances of micro-wire samples used in tensile test:(a)with glasscoated layer;(b)without glass coated layer 1.2实验方法 拉伸实验参照GB10573一89有色金属细丝拉 2实验结果与讨论 伸实验方法，实验在北京服装学院材料实验中心进 2.1玻璃包覆纯铜微丝的拉伸变形曲线 行，采用Instronl122材料实验机，选用牛角夹具夹 图2(a)所示为玻璃包覆纯铜微丝的拉伸载荷 持试样，引伸仪选用量程为10N的传感器.试样标 位移曲线.由图可知，外径45m、包覆层厚度 距为70mm,拉伸速率为2 mm'min1.将试样放置 7.5m和外径27m、包覆层厚度6m的玻璃包覆 于夹具上时稍加一定的预紧力，使微丝或芯丝张直， 纯铜微丝的极限载荷分别为0.268N和0.237N:总 收集拉伸断裂后的玻璃包覆纯铜微丝和纯铜芯 位移量很小，分别为0.38mm和0.45mm,由于玻 丝，在CAMBRIDGE S360扫描电镜上观察微丝和 璃包覆纯铜微丝为复合材料，外层和芯丝分别由玻 芯丝的断口形貌 璃与纯铜组成，在施加拉伸载荷时，由于夹具仅与 0.30 (a) 400 (b) 0.25 45m 30.20 300 27um- 0.15 200 0.10 27μm 0.05 100 45m 0 0.1 0.20.30.40.5 0.15 0.300.45 0.60 位移mm 平均应变% 图2玻璃包覆纯铜微丝拉伸变形载荷一位移曲线()和平均应力厂一应变曲线(b) Fig.2 Tenstile curves of glass coated pure copper micro wires:(a)load-displacement curves:(b)average stress"strain curves1 试样制备及实验方法 1∙1 试样制备 纯铜原料选用无氧铜杆（铜纯度99∙98％）‚质 量为1∙8～3∙2g‚玻璃管选用型号为 BJTY 的高硼 硅酸盐玻璃‚玻璃管外径10mm‚壁厚1mm．在自行 研制的玻璃包覆金属微丝实验设备上制备了玻璃包 覆纯铜微丝‚微丝的主要尺寸范围为铜丝直径4～ 30μm‚玻璃包覆层厚度2～8μm．图1（a）所示为玻 璃包覆纯铜微丝显微照片．由图可见‚纯铜芯丝和 包覆层形状规整、尺寸均匀．采用市售体积分数为 40％的氢氟酸作为玻璃腐蚀剂‚将玻璃包覆纯铜微 丝浸入氢氟酸中去除玻璃包覆层‚即可得到纯铜裸 丝．对于上述尺寸范围的微丝‚经80～140s 腐蚀‚ 可将玻璃包覆层完全去除‚图1（b）所示为去除玻璃 包覆层后的纯铜芯丝试样照片． 图1 拉伸实验样品显微照片．（a） 带玻璃包覆层；（b） 不带玻璃包覆层 Fig．1 Appearances of micro-wire samples used in tensile test：（a） with glass-coated layer；（b） without glass-coated layer 1∙2 实验方法 拉伸实验参照 GB10573－89有色金属细丝拉 伸实验方法‚实验在北京服装学院材料实验中心进 行．采用 Instron1122材料实验机‚选用牛角夹具夹 持试样‚引伸仪选用量程为10N 的传感器．试样标 距为70mm‚拉伸速率为2mm·min －1．将试样放置 于夹具上时稍加一定的预紧力‚使微丝或芯丝张直． 收集拉伸断裂后的玻璃包覆纯铜微丝和纯铜芯 丝‚在 CAMBRIDGE S－360扫描电镜上观察微丝和 芯丝的断口形貌． 2 实验结果与讨论 2∙1 玻璃包覆纯铜微丝的拉伸变形曲线 图2（a）所示为玻璃包覆纯铜微丝的拉伸载荷－ 位移曲线．由图可知‚外径 45μm、包覆层厚度 7∙5μm和外径27μm、包覆层厚度6μm 的玻璃包覆 纯铜微丝的极限载荷分别为0∙268N 和0∙237N；总 位移量很小‚分别为0∙38mm 和0∙45mm．由于玻 璃包覆纯铜微丝为复合材料‚外层和芯丝分别由玻 璃与纯铜组成‚在施加拉伸载荷时‚由于夹具仅与 图2 玻璃包覆纯铜微丝拉伸变形载荷－位移曲线（a）和平均应力－应变曲线（b） Fig．2 Tenstile curves of glass-coated pure copper micro-wires：（a） load-displacement curves；（b） average stress-strain curves 第7期 胡志勇等： 玻璃包覆纯铜微丝的力学性能 ·747·