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      公司動態
      銅合金材料應用開發
      發布時間:2023-05-12   瀏覽:1037次

      0.3線框架用第三代銅合金的開發

      為適應集成電路器件高密度、小型化和高可靠性的要求,繼Cu-Fe-P系 Cu-Ni-Si系之后,發達國家材料研發大多致力于開發高強高導的Cu-Cr-Z 系合金,其目標性能是抗拉強度在600MPa以上、電導率在80%IACS以上。為了提高強度,除進一步研究Cr和Zr在析出過程中的交互作用外,還主要集中在非真空加Z 技術研究和產業化,以及添加Ti、Si、Mg等元素,進行微合金化以提高


      其綜合性能等。我國對Cu-Ni-Si和 Cu-Cr-Zr系合金開發也已經起步。

      0.3.2高速軌道交通接觸線及附件用銅合金的開發

      為了適應300km/h及350km/h 以上列車時速的要求,法、德、日等發達國家都開發了自己的接觸線用銅合金系,如 Cu- Ag、Cu-Sn、Cu-Mg、Cu-Ag-Sn. Cu-Cd 等十幾種銅合金,目前正在開發 Cu-Cr-Zr、Cu-Ag-Zr、Cu-Ag-Cr等,***提高材料的強度、導電性、耐磨、耐蝕及抗蠕變和疲勞性能。接觸網線夾類零件主要以鋁青銅、硅青銅為主,目前主要開發Cu-Ni-Si系合金,逐步取代硅錳青銅和鋁青銅,以滿足更高的使用要求。

      0.3.3高純化銅材的開發

      當今半導體設計的法則進入了納米水平。為防止RC 延遲(芯片上導線電阻和層間寄生電容會產生RC延遲,電阻和電容越大,延遲時間就越長)對動作準確性的影響,要求銅線必須有更小的電阻率,提供純度為6N甚至7N級(99.99999% Cu)的超高純銅成為市場的現實要求。高純無氧銅是這類高純銅產品中需求量***大、涉及領域***多的合金。除航天、航空、軍用電真空器件外,民用微波磁控器件(微波爐)、超導器件(如核磁共振)等也大量使用。我國已經能夠批量供應4N 級高純銅和氧含量不超過5x10*%的無氧銅,國外已有可以供應氧含量精確到3x10~%、2x10~*%甚至1x10%的超純無氧銅和6N級超高純銅。

      0.3.4銅合金熱管的開發

      隨著人們生活水平的提高和科學技術的進步,各種***散熱設備和器件的使用越來越多。除開發各種內螺紋、外翅片大中型熱管外,利用毛細現象實現自循環的“熱管”也在研究開發中。由于這種“熱管”為相變換熱,傳熱具有結構的緊湊性、極強的導熱性、熱流密度的可變性、熱流方向的可逆性等特點,可以滿足電子產品對散熱裝置緊湊、可靠、高散熱效率等要求而受到越來越多的重視。因而針對在太陽能和地熱利用、電腦、手機、移動通訊機站等大容量、小型化器件散熱方面的潛在應用而開展的“微熱管”開發正成為研究的熱點?!拔峁堋遍_發對材料工作者提出了兩項任務:一是銅基材的高度純凈化、致密化,不允許有任何疏松、氣孔;二是微米尺度微細管的加工成型。

      0.3.5高耐磨銅合金的開發

      目前,高耐磨銅合金的開發主要集中在汽車同步器齒環和工程機械(包括航空、航天機械)液壓泵摩擦副材料等方面,要求材料具有很高的硬度(強


      度)、良好的熱鍛性和切削加工性以及較低的生產成本。因而,合金開發集中多元復雜黃銅方面,如添加鐵、鎳、錫、鉛等元素的錳黃銅或鋁黃銅替代鋁告銅、硅青銅和鎳銅合金。

      0.3.6強耐銅合開發

      隨著海水淡化、海水養殖、濱海核電、遠洋運輸和海洋礦產資源開發及海家艦艇等海洋工程技術的發展,對耐海水腐蝕的新材料的需求愈加迫切。而目前偉用的耐蝕銅合金材料,國內外基本上都是HA177-2、HSn70-1、BFe10-1-1和 BFe30-1-1四種銅合金。雖然發達國家都投人大量人力物力,努力開發新型合金,但進展都不大,沒有取得根本性的突破。目前,研究的重點仍然集中于在鐵白銅(CuNiFe合金系)基礎上提高鐵含量、添加微量Zr、Cr、Nb、Si或M等元素,改善合金材料的綜合性能。鋁青銅具有較高的耐蝕性,以鐵、錳、鋁青銅為基礎開發添加鎳、硅等元素的多元復雜鋁青銅也是一個方向。

      0.3.7環境友好型銅合金的開發

      環境友好型材料是21世紀的新要求。環境友好型材料是指材料本身及其制備、使用、回收過程中對人體或動植物及周圍環境不產生有害作用的材料。銅合金中鈹、鉛、鎳、鎘、砷等對人體有害,正在或已經被一些國家和國際組織禁用或***使用。因此,人們正在大力開展無鉛易切削黃銅、無鈹彈性銅合金、無鎳白銅等替代鉛黃銅、鈹青銅、鎳白銅的研究開發活動。在無鉛易切削黃銅方面開發了以鉍、銻、碲、硅等替代鉛的多種材料,有的已形成了工業化生產。但生產成本高和回收管理難度大仍是亟待解決的問題。在無鈹彈性銅合金方面,主要集中在高錫青銅、銅-鈦合金、鎳硅青銅等新型彈性材料的開發方面,并取得了一定的進展。

      0.3.8 銅基復合材料開發

      雖然銅及銅合金具有許多優良的特性,但也有其局限性。隨著科學技術的發展,現有銅及銅合金的導電性與強度及高溫性能難以兼顧,不能同時滿足航天、航空、微電子等高技術對其綜合性能的高要求。而銅基復合材料是一種具有優良綜合性能的新型結構性材料,它通過內氧化法、粉末冶金法、燒結法、機械合金化法、噴射沉積法等制備而得,不但繼承了銅的高導電性,同時具備高的強度和高溫性能。銅基復合材料應用的領域廣泛,如高壓真空開關、觸頭材料等。銅基復合材料的開發由于產業化進程緩慢,制造成本居高不下,嚴重影響了材料應用的推廣。


      和復合材料化方向發展。

      綜合來看,當今銅合金材料開發正朝著高純化、微合金化、多元復雜合金化和復合材料化方向發展。


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