تقدم المركبات المكونة من النحاس والألمنيوم ذات الطبقات مزيجًا واعدًا من الموصلية العالية، الوزن الخفيف، والفعالية من حيث التكلفة، مما يجعلها جذابة للاستخدام في السيارات الكهربائية، والإلكترونيات، ونقل الطاقة. ومع ذلك، فإن تحقيق الترابط الواجهاتي الموثوق مع تجنب العمل المفرط والتصلب وتكوين المعادلات الهشة لا يزال يمثل تحديًا كبيرًا. في هذه الدراسة، تم تصنيع مركب ثلاثي الطبقات Cu18150/Al1060/Cu18150 من خلال عملية درفلة خالية من الأكسجين عالية الحرارة على ثلاث مراحل. بعد ذلك، تم إجراء معالجة التسخين على المركب المنتج للتحقيق بشكل منهجي في تأثيرات عدد مرات الدرفلة، ودرجة حرارة/وقت التسخين على تطور الواجهة والسلوك الميكانيكي. تشير النتائج إلى أن عدد مرات الدرفلة تؤثر بشكل أساسي على طبوغرافيا الواجهة وتوزيع العيوب. تؤدي المرات الأقل إلى واجهات متموجة، بينما تؤدي المرات الأكثر إلى تحسين السطح ولكن تقلل من استمرارية المعادن. تتحكم درجة حرارة التسخين بشكل حاسم في حركيات الانتشار؛ حيث أن درجات الحرارة تصل إلى 400 درجة مئوية تعزز تشكيل طبقة موحدة من Al2Cu، بينما تسارع 450 درجة مئوية نمو Al4Cu9 الهش، مما يزيد سماكة طبقة المعادن إلى 18 ميكرومتر ويؤثر على المتانة. يعدل مدة التسخين أيضًا آليات الانتشار، حيث تفضل المعالجات القصيرة (0.5 ساعة) الانتشار بمساعدة العيوب، مما يؤدي إلى طبقة مسامية، بينما يتم انتقال التسخين الأطول (≥1 ساعة) نحو الانتشار الشبكي، مما يعزز الواجهة ولكنه يعرض لخطر تكوين مرحلة هشة مفرطة إذا طال الوقت. يتطور الأداء الميكانيكي وفقًا لذلك؛ تزداد قوة القطع أثناء الدرفلة مع عدد مرات الدرفلة، ولكن على حساب اللدونة. يحول التسخين الترابط من حالة ميكانيكية إلى حالة معدنية، حيث ينتقل الكسر من الفصل إلى الفشل التعاوني. تتيح العملية المثلى المعروفة، وهي الدرفلة بتمرير واحد تليها التسخين عند 420 درجة مئوية لمدة 1 ساعة، تحقيق هيكل واجهوي متوازن من مراحل Al2Cu، AlCu، وAl4Cu9، مما يحقق قوة شد قدرها 258.9 ميجا باسكال وامتداد قدره 28.2%، مما يلبي معايير الأداء المستهدفة (≥220 ميجا باسكال و≥20%).
درس زهاو وآخرون (Sun) هذا السؤال.