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Mo-Cu复合材料具有优异的性能，包括高导热导电性，低热膨胀系数，耐高温性等，可以广泛应用于航空航天、电子行业和核反应堆中，如雷达、热沉材料，陶瓷密封材料，高载流触头和分流聚变反应堆中的材料等。尽管有着良好的应用前景，但Mo-Cu体系属于互不固溶体系，由相图可知，即使在液态下，Mo-Cu之间也不相互溶解，且熔点相差很大，将它们连接或层状复合起来非常困难。针对上述难点，本研究采用“互不固溶金属辐照损伤合金化”方法来制备Mo/Cu层状金属基复合材料。其主要过程主要为：首先，利用离子注入过程中产生的高能量离子束轰击辐照Mo金属基体，使基体表面处于非平衡状态，产生辐照损伤，包括移位原子、晶格畸变、空位和位错等；随后，采用无氰电镀方法在Mo金属基体表面覆盖上Cu金属层；最后在保护气氛下进行高温退火，在退火过程中，包括移位原子、晶格畸变、空位和位错在内的辐照损伤能为Cu表面原子提供扩散驱动力和通道，使得Cu表面金属扩散进入Mo基体金属中，在表面层和基体界面处形成了一层扩散层，并形成冶金结合，从而使得Mo/Cu层状金属基复合材料具有了很好的界面结合强度。本研究采用透射电子显微镜(TEM)等分析手段对Mo/Cu层状金属基复合材料的界面显微结构及性能进行了表征和研究。TEM结果表明，Mo、Cu原子发生扩散并形成扩散层，在界面处形成半共格界面，这是Mo/Cu层状金属基复合材料界面强度高的主要原因。根据TEM结果，本文建立了Mo/Cu层状金属基复合材料界面模型。针对采用“互不固溶金属辐照损伤合金化”制备的Mo/Cu层状金属基复合材料在拉伸过程中Cu金属塑性变形特征消失的问题，本研究采用XRD透射法测试了复合材料拉伸前后的织构，通过结合织构情况、TEM结果分析及界面模型的建立解释了这个问题，弄清楚了复合材料拉伸过程中的断裂特性。本研究还设计了一种层状金属基复合材料界面结合强度的测试方法，并将其用于Mo/Cu层状金属基复合材料界面结合强度的测试。测试结果表明Mo/Cu层状金属基复合材料的最大界面结合强度为220.2MPa，平均值为211.9MPa，该界面结合强度高于文献报道的添加了Ni金属中间层所制备的Mo/Cu层状复合材料的界面结合强度。