沿工业纯铝线径向和轴向取样，进行微观组织结构表征。首先采用400~2000目SiC砂纸对试样进行机械打磨，然后进行电解抛光，电解液是体积比为1∶9的高氯酸和酒精混合溶液，电解温度为0℃，时间为90s。晶粒尺寸和晶体取向采用ZEISS SUPRA 35型扫描电子显微镜中附带的电子背散射衍射(EBSD)系统进行表征和分析。透射电镜观察的试样首先采用SiC砂纸打磨至厚度约为0.05mm，然后在-20℃条件下采用体积比为1∶4的高氯酸和甲醇混合溶液进行电解双喷，之后采用FEI Tecnai F20型透射电子显微镜(TEM)观察微观组织。

图1 拉拔态和退火态工业纯铝线的屈服强度和导电率

如图1所示，拉拔态工业纯铝线的屈服强度随着拉拔变形量的增大逐渐升高，导电率则先下降后上升。变形量为90.2％时，其屈服强度和导电率分别达到了198.8MPa和62.59％IACS，将该工业纯铝线进行退火处理，随着退火温度升高，其屈服强度大幅下降，导电率逐渐提高，在300℃退火12h后，工业纯铝线的屈服强度下降至45.5MPa，导电率提高至64.22％IACS。

由上述分析可知，拉拔态(变形量在24.6％~83.1％之间)和退火态工业纯铝线的屈服强度和导电率均为反比关系。

从图1还可以看出，退火态工业纯铝线的屈服强度-导电率关系曲线整体位于拉拔态工业纯铝线(变形量为24.6％~83.1％)的屈服强度-导电率关系曲线之上。

图2 拉拔态试样和退火态试样的屈服强度和导电率

如图2所示，变形量为90.2％的工业纯铝线经过150℃退火48h(以下简称为退火态试样)之后，其强度和导电率均高于变形量为65.6％的拉拔态工业纯铝线(以下简称为拉拔态试样)，这打破了强度和导电率的反比关系。为了解释这一现象，笔者对退火态试样和拉拔态试样的微观组织结构进行了对比分析，研究了工业纯铝线屈服强度和导电率同步提高的机制。

图3 拉拔态试样和退火态试样径向微观组织形貌

织构和晶粒是影响工业纯铝线性能的重要组织结构，使用EBSD和TEM对拉拔态试样和退火态试样进行观察。由图3a)和图3b)可以看出，这两种试样内均存在明显的‹001›织构和‹111›织构；由图3c)和图3d)可以看出，两者径向晶粒分布较为均匀，但退火态试样的组织洁净度更高，这是因为退火引起了回复，使位错缠结减少。

两种状态试样屈服强度及上述微观组织结构统计结果见表1。

表1 拉拔态和退火态试样屈服强度及微观组织结构的统计结果

4、高导电率机制

退火过程中，随着退火温度的升高和保温时间的增加，工业纯铝线的屈服强度逐渐下降，导电率逐渐增大。此时，两者仍为反比关系。织构和径向晶粒尺寸是决定铝线屈服强度的关键因素。随退火温度升高，铝线径向晶粒尺寸逐渐增大，细晶强化效果下降，故铝线的屈服强度逐渐下降。铝线的导电率会受到晶粒尺寸尤其是径向晶粒尺寸的影响。当铝线轴向晶粒尺寸变化不大，径向晶粒尺寸大幅增加时(由低温退火时的0.76μm增加至高温退火时的1.9μm)，晶界对电子的散射效果会降低，从而引起铝线导电率的增大。因此，径向晶粒尺寸的变化是退火过程中工业纯铝线的屈服强度和导电率呈反正关系的原因。

退火态试样的屈服强度-导电率制约关系曲线位于拉拔态试样的上方，即打破了强度和导电率的反比关系。显微组织观察结果表明，拉拔态试样内的晶界类型和晶界状态经退火后发生了改变，即发生了小角晶界向大角晶界转变和非平衡晶界向平衡晶界转变，前者强化了晶界，使得晶粒尺寸相同的退火态试样强度更高，后者降低了晶界电阻率，提高了导电率。所以，这种非平衡态小角晶界向平衡态大角晶界的转变是退火态工业纯铝线强度和导电率同步提高的原因。