热双金属复合材料的研究现状与展望.pdfVIP

材料研究与应用2024，18（2）：261‐269http：//

MaterialsResearchandApplicationEmail：clyjyyy@

DOI：10.20038/ki.mra.2024.000209

热双金属复合材料的研究现状与展望

,冯波,冯晓伟,李达,陈天来,李国烽,黎小辉,郑开宏

黄念成1,22*22331*2

（1.佛山科学技术学院机电工程与自动化学院，广东佛山528225；2.广东省科学院新材料研究所/广东省金属强

韧化技术与应用重点实验室，广东广州510650；3.佛山通宝精密合金股份有限公司，广东佛山528131）

摘要：热双金属复合材料是一种利用先进复合技术，使两种及以上具有不同热膨胀系数的金属复合形成冶

金结合的层状复合材料。该材料可发挥不同金属的自身性能优势，实现复合材料的性能互补，同时因其形

状可随环境温度改变而调控的特性，被广泛应用于电子电器领域。随着电子科学技术飞速发展，对热双金

属产品品质的要求也日益提高，总结并展望该材料在该领域的研究现状与前景意义重大。围绕电子电器

领域的热双金属复合材料，综述了其制备原理、特性、组元构成、主要性能指标和制造技术。热双金属复合

材料的工作原理是通过复合技术将两种及以上的金属层交替叠加并紧密结合，由于不同金属各异的热膨

胀系数，当通过环境传导或自我发热方式受到热力刺激时，整个材料发生弹性弯曲变形而发生形状变化。

热双金属的组元构成是影响其性能的重要因素，选择合适的金属组元可以使其具备更优异的性能。常见

的组元包括钢-铝、铜-铝等，高膨胀层一般为锰铜合金，低膨胀层一般为铁镍合金。通过合理设计不同金属

的层厚比例和堆叠顺序，可以调控材料的热膨胀性能和机械强度，主要性能指标包括材料的热膨胀系数、

电导率和机械强度等，其中热膨胀系数决定了材料在不同温度下的形状变化程度，电导率影响了材料在电

子电器中的导电性能，而机械强度则直接关系到材料的使用寿命和稳定性。制造技术是影响热双金属复

合材料品质的关键因素之一，常见的制造技术包括爆炸复合、轧制复合和粉末冶金等。不同的制造技术会

影响材料的结合程度、微观结构及性能稳定性，因此在选择制造技术时需要考虑到具体的应用场景和要

求。最后，对热双金属复合材料未来的主要发展方向进行了展望。

关键词：热双金属复合材料；电子电器；热膨胀系数；电导率；机械强度；先进复合技术；研究进展

中图分类号：TM582.2文献标志码：A文章编号：

1673-9981（2024）02-0261-09

引文格式：黄念成，冯波，冯晓伟，等.热双金属复合材料的研究现状与展望［J］.材料研究与应用，2024，18（2）：261-269.

HUANGNiancheng，FENGBo，FENGXiaowei，etal.ResearchStatusandProspectsofThermalBimetallicMaterials［J］.Ma-

terialsResearchandApplication，2024，18（2）：261-269.

0引言两种及以上不同热膨胀系数的金属复合而成，也叫

双金属复合材料是利用先进复合技术使两种及温控双金属、热敏双金属、双金属片等，其在电子电

以上不同性能的金属在界面处形成冶金结合的一种器领域中被广泛应用，从而实现温度显示、温度控

层状金属复合材料［1-8］，其可以发挥不同金属的自身制、温度补偿、程序控制、过载保护等功能［21-26］。目

性能优势，克服单一材料性能的不足，实现复合材料