复杂多元合金化和复合材料化

为了进一步改善铜及其合金的强度、耐蚀性及其他性能，或者为了满足某些特殊应用要求，在现有青铜、黄铜等的基础上添加到五元、六元等多种组元，实现材料高弹性、高耐蚀、易切削等不同的功能，多组元合金化成为铜合金开发的另一个热门话题，新的复杂合金层出不穷。

典型的铜合金有多元锰黄铜、硅锰黄铜、加硼锡黄铜、无铅易切削铜合金等。其共同特点是高强高韧性，抗拉强度一般可达600~700MPa以上。应用这些材料制造汽车同步器齿环、高压泵摩擦副或电极铜楔，其寿命比普通黄铜或青铜制造的要高出一至数倍。

近年来，随着人们环保意识的提高，环保成为世界文明发展的主题。人们更加关注铅、铍、镉、砷等有害元素的影响，无铅易切削黄铜、无铍高弹性铜合金、无砷耐蚀铜合金等环境友好铜合金材料的开发成为铜合金材料的重要发展方向之一。

铜合金材料方式主要有两种：一是引入合金元素强化铜基体形成合金；二是引入第二强化相形成复合材料。如弥散强化无氧铜是典型的人工复合材料，常用的弥散质点有Al2O3、ZrO2、Y2O3、ThO2等。人工复合材料法是指人工向铜中加入第二相的颗粒、晶须或纤维对铜基体进行强化，通过向铜基中引入均匀分布的、细小的、具有良好热稳定的氧化物颗粒来强化铜而制得的材料。

其第二相的组分一般在1%以下甚至更低到0.01%，但对材料的强化作用十分明显，尤其是大大提高材料的高温强度。如Cu-2.5%TiB2（体积分数），导电率为76%LACS，抗拉强度为675MPa；Cu-0.5%Al2O3（质量分数）系列合金，材料的温室强度可达到500~800MPa，导电率可达85%LACS以上，在900℃烧氢后材料的强度仍达到200~400MPa。

另一类发展较快的是原位复合材料，原位复合材料是指在铜基体中，通过元素之间或元素与化合物之间发生放热反应生成增强体的一类复合材料。这类复合材料中的增强体没有界面污染，与基体有良好的界面相容性，与传统的人工外加增强体复合材料相比，其强度有大幅度的提高，同时保持较好的韧性和良好的高温性能。