高强高导电铜合金的研究现状及展望

综述了获得高强度导电铜合金的方法，介绍了发展该类合金的最新技术及其研究现状。     

固溶时效处理及强变形对Cu-1wt%Ag合金的组织和性能的影响

使用真空感应炉熔炼制备了Cu-1wt%Ag合金,对目标合金在760℃下进行了4h的固溶处理,而后在500℃下进行不同时间的时效热处理,并对合金的微观组织、导电率和硬度进行观察和测试。选取4h时效后的合金进行轧制和拉拔,获得线径为1.028~0.089mm的线材,对线材的微观组织、导电率、抗拉强度进行观察和测试。结果表明,随着时效时间的延长,Ag单质逐渐在边界上析出,合金的导电率表现为先升高后稳定的规律,而硬度先增大后减小并最后趋于稳定,在4h时效状态下合金的综合性能最好。此外,随着真应变的增加,Cu-1wt%Ag合金线的抗拉强度先增大后趋于稳定,而导电率则缓慢降低。当合金丝的真应变η为10.36时,其抗拉强度可以达到778.7 MPa,导电率可以达到90.98%IACS。     

脉冲磁体用高强高导Cu-Nb复合线材的研究进展

高强高导铜合金材料是集优良物理性能和力学性能于一体的有色金属材料，能够同时具备高强度、高电导率以及高热导率等性能。近年来，铜合金材料备受关注，在脉冲强磁场、转换开关、电接触器、引线框架及电车和电力火车导线等诸多领域展现出广阔的应用前景。Cu-Nb复合线材作为一种典型的高强度、高电导、高导热铜基复合材料，是制备超高场脉冲磁体的首选导体材料。本文系统总结了脉冲强磁场发展史，脉冲磁体导体材料用Cu-Nb复合线材的主要制备技术，芯丝结构演变特征，材料的热稳定性、强化机理及导电机理等方面的研究进展，最后指出了目前我国脉冲强磁场突破110 T所需Cu-Nb复合线材存在的问题及面临的挑战，并提出了关于未来研究重点的建议。     

连续半固态成形6201合金线材的组织和性能

采用SCR技术和在线固溶处理方法制备了直径为4.8 mm的6201铝合金导电线材,研究了该线材及其冷拔的直径3.0 mm线材的微观组织、力学性能和导电性能.结果表明:线材的组织由Al基体、针状强化相的β″(Mg2Si)和片状Si组成,低倍组织为等轴晶,线材的拉伸强度随着时效时间的延长出现先升后降的趋势,伸长率和电阻率则呈现下降的趋势,其变化趋势随着时效温度的提高而加剧;T6态线材的综合性能达到CHTA工艺指标;冷加工可显著提高合金线材的强度,适当的时效可降低其电阻率.     

添加微量元素对Cu-Ni-Si合金性能的影响

分析了微量元素在改善Cu-Ni-Si合金强度同时又影响导电性的机理,综述了Zn、Cr、P、Al等微量元素对Cu-Ni-Si合金硬度、导电率等的影响规律,表明利用合金化规律在Cu-Ni-Si合金中添加不同的微量元素可以得到强度和导电率匹配良好的超高强度Cu-Ni-Si舍金.     

热处理对SCR成形Al-1.5Mg-0.3Sc合金线材性能的影响

采用单辊搅拌冷却技术（Shearing—Cooling-Rolling，简称SCR）和在线固溶处理方法制备了Al-1．5Mg-0．3Sc（wt％）合金线材，研究了不同在线固溶温度条件下时效处理对合金线材的微观组织和拉伸性能的影响．结果表明：SCR技术对合金线材具有剪切细化功能，在铝基体内产生大量位错，时效析出大量Al3Sc强化相粒子，与位错交互作用．随着在线固溶温度下降，合金线材时效析出沉淀相Al3Sc的弥散度增加，合金线材的抗拉强度和延伸率提高；随着过时效时间的延长，合金线材的抗拉强度下降，线材的延伸率提高，时效8h，延伸率达峰值．     

凝固工艺对自生复合Cu-Cr合金电车线综合性能的影响

自生复合Cu-Cr合金是一种高强度与高导电率兼顾的新型电车线材料。本文采用定向凝固连续铸造技术成功制备了纤维增强的自生复合Cu-Cr合金电车线线坯,考察了合金成分、定向凝固连铸的工艺参数对电车线的力学性能、导电性能及综合性能M指标的影响。     

日立电线公司开发新型高强度铜合金

日本日立电线公司开发了一种用于半导体连接器的新型高强度铜合金-HCL305-H科森铜镍硅合金，并已开始生产。该合金的化学成分是：Ni2．2%-2．8％、Si0．3％43．7％、Zn1．50／红2．0％、P0．015%-0．06％，其余为Cu。该合金的抗拉强度为680N／mm^2，延伸率在10％以上，导电率达到42％。强度与磷青铜相当，但导电率是其3倍。     

快速凝固高强高导铜合金的研究现状及展望

本文综述了快速凝固高强度高导电率铜合金的研究现状，并对将来的发展趋势作了展望。指出，快速凝固铜合金的凝固过程对合金的最终显微组织结构起重要作用，因而，对其进行深入细致的研究具有重要意义。     

高强高导Cu-Cr-Zr合金的微观组织与性能

Cu-Cr-Zr合金是电气化铁路接触网装备的重要材料,其抗拉强度和导电率性能要求较高。采用高频熔炼、铜模快冷、固溶处理、冷轧和退火处理制作了Cu-Cr-Zr合金样品,分析了其显微组织、抗拉强度和导电率之间的关系。在铜晶粒内部和晶界上析出的第二相Cu5Zr和其他多元化合物是Cu-Cr-Zr合金获得高强度的主要原因。固溶体中的Cr、Zr溶质含量是影响合金电阻率的主要因素,纳米及亚微米级的第二相可使合金获得较好的强度和导电性。冷轧后试样经过450℃、550℃退火处理,发现550℃退火处理后Cu-0.7Cr-0.4Zr合金的抗拉强度可达550MPa,导电率达82.5%IACS。     

TIG电弧热丝对铜、钢堆焊的工艺研究

针对某产品铜带焊接工艺,提出了一种电弧热丝方式应用于TIG堆焊铜、钢工艺的研究。电弧热丝可有效预热低电阻率的焊接材料,如铜;传统的电阻热丝只能加热具有高电阻率的焊接材料,如钢。采用电弧热丝系统,热丝电流小于50A时即可有效预热焊丝,与电阻热丝电流400A相当。在相同焊接电流下,能够大大提高焊接熔敷速度;在相同送丝速度下,降低焊接电流,大大降低焊接设备功率。同时证明2种热丝加热方式对钢基体、铜合金的影响相同,特别是对堆焊层铜合金中泛铁量的影响相当。     

铜及银键合丝材料的研究进展

为降低电子封装成本,铜及银键合丝正逐步取代键合金丝成为电子封装用的主流键合材料。根据铜及银键合丝专利等文献综述了这两大类新型键合丝的合金成分设计、制备工艺及发展现状,最后展望了其未来发展前景。     

高速电气化铁路用铜合金接触线的研究进展

对铜合金接触线的性能特点、国内外的研究和开发应用进行了综述,介绍了作者近期在新型高强高导接触线方面研究的新成果,阐述了高强高导铜合金接触线的发展方向.     

铝导电材料的研究进展

铝由于其具有质轻、导电性能良好等优点被广泛用于电线电缆行业中,并且由于其成本较低,成为取代铜导线的首选材料.本文综述了国内外铝导电材料的研究进展,分析了铝材导电的基本原理,提出了提高铝材导电能力的几种方法,并对铝导电材料的发展进行了展望.     

Fabrication of alloy nanopowders by the electrical explosion of electrodeposited wires

Electrical wire explosion technique has been successful in the production of various pure metal powders. However, the process has the obvious limitation that alloy and intermetallic powders are difficult to produce due to the unavailability of their thin wire form. In this study, a novel method by which various alloys and compounds can be produced was suggested utilizing electrodeposition and wire explosion process. Al-Cu and Cu-Ni alloy nanopowders were fabricated by the electrical explosion of Cu-deposited Al and Ni wires. Ni-Cu nanopowders were composed of Ni- and Cu-solid solutions. Al-Cu wire explosion produced various phases in the order of Al, Al₂Cu, Al₃Cu₄ as the copper layer became thicker. It is demonstrated that the suggested method could provide means to produce numerous alloys and intermetallic nanopowders.     

Electromagnetic and electrostatic shielding properties of co-weaving-knitting fabrics reinforced composites

The rotor twister successfully fabricated a series of hybrid conductive yarns. Copper wire and polyamide filament were used as the core yarn, and stainless steel wire was used as the wrapping yarn to fabricate the loop yarns for knitting structure. The nonwoven selvedge served as the core yarn, and the conducting wire was used as the wrapping yarn, to fabricate the weft-inlaid yarn. The co-weaving-knitting machine was used successfully in this study to fabricate the conducting co-weaving-knitting fabrics (CWKFs) with the hybrid yarn. The conducting materials of the hybrid yarn were copper wire and stainless steel wire, taken as the wrapping and core yarn, respectively. The CWKFs were laminated with various angles in four layers, and then were heat pressed for 3 mm in thickness. This study examined the surface resistivity, electromagnetic shielding effectiveness and electrostatic discharge attenuation percentage of the CWKFs reinforced composites.     

浇注式导电沥青混凝土传导热效果

为实现浇注式沥青混凝土钢桥面铺装融雪化冰的目的,制备了浇注式导电沥青混凝土,提出了其传导热效果的测试方法,全面研究了电极布设方式、碳纤维撒布量、导电相材料掺量对浇注式导电沥青混凝土传导热效果的影响规律,对比评价了不同类型浇注式导电沥青混凝土单层板传导热效果,并回归拟合了浇注式导电沥青混凝土温度随通电时间变化的曲线。结果表明:浇注式导电沥青混凝土电极材料宜采用铝电极,电压输出方式为交流电源,输出大小宜为54 V;浇注式导电沥青混凝土最佳电极布设方式为竖向、碳纤维撒布量为170 g/m²、导电相材料掺量为0.8%;五种浇注式导电沥青混凝土中,竖向置入铜丝网混凝土传导热效果最优,铺设碳纤维带混凝土次之;在同一环境温度条件下,各类型混凝土中部的温度变化趋势与面层温度相同,基本呈线性变化。从而为浇注式导电沥青混凝土的工程应用奠定基础。     

铜芯脚线储能焊接工艺方法改进

论文根据实际需要研究了铜芯脚线—镍鉻合金丝储能焊接的工艺方法,从铜芯材料、焊接工具材质及焊接工艺参数等方面进行了改进,并对用该种工艺方法制作的引火元件的电阻、静拉力、电性能参数、发火时间、储存性能等指标进行了实验对比。结果表明,用该工艺制作的引火元件能够满足产品技术指标的要求,研究结果具有实际应用价值。     

Investigation of surface treatment of conductive wire in cylindrical atmospheric pressure plasmas

Polyethylene insulated electric wire was treated in He and Ar dielectric barrier discharge atmospheric pressure plasmas generated in a quartz tube wound with tubular electrodes. The wire was put penetrating through the high voltage and the grounded electrodes, improving the discharge and facilitating uniform surface treatment. In this work, the influences of conductivity of the wire on the effects of surface treatment and discharge behavior were investigated. Surface properties of the wire samples were analyzed by means of surface energy measurement and X-ray photoelectron spectroscopy. In order to reveal the mechanism for treating the conductive wire, I-V discharge waveforms were measured and time-resolved plasma images were taken. It was demonstrated that the conductive wire was involved in the discharge process, reducing the breakdown voltage significantly and enhancing the discharge. It shows that the discharge mode was strongly dependent on the conductivity of a wire. Intensive surface discharges developed along the conductive wire were found to be mainly responsible for noticeable improvement in the treatment effect.     

微胶囊铜粉对铜复合浆料性能的影响

为提高铜浆料的导电性,利用微胶囊技术在铜粉表面包覆液体石蜡,增强铜粉的抗氧化性,并添加少量导电性能优异的碳纳米管作为导电增强相,制备碳纳米管-铜复合浆料.利用四探针测试仪、扫描电镜等测试方法研究了液体石蜡含量对包覆铜粉性能的影响以及微胶囊铜粉作为主导电相,碳纳米管作为导电增强相对浆料导电性能的影响.结果表明:液体石蜡包覆含量为4 wt%的微胶囊铜粉具有良好的导电性和抗氧化性,其电导率为44.32%IACS;微胶囊铜粉作为碳纳米管-铜浆料的主导电相,制备浆料膜层电阻率为22.59 mΩ·cm,相比于未包覆的铜粉为主导电相制备的浆料膜层电阻率降低了12.44%;碳纳米管作为导电增强相所制备的浆料相比于纯铜浆料,电阻率降低31.74%.