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铜合金新材料将导电率提高5% 中国或成最大赢家

2016-12-12 11:24:47       来源:科技日报

高导电率铜合金在军工、航空航天、舰船制造、高铁、地铁、电动汽车、通讯设备等领域广泛应用,但我国每年需要的高导电铜合金50%依靠进口。由四川省良惠铜材有限公司研制成功的HGLN-高导电率无银铜合金技术,日前在北京通过了国家科技成果评价。

据中国测试技术研究院测试,HGLN-高导电率无银铜合金产品经电阻率低,导电率稳定达106.3%,将铜材导电率提高4—5个百分点,实际应用效果极佳。经四川成都产品质量检验研究院和成都市节能技术服务中心检验测试,该材料实现节能、环保、安全、耐腐耐用。北京科技大学新材料技术研究院院长、北京市先进粉末冶金材料与技术重点实验室主任曲选辉教授等专家一致认为,该项目产品导电率达到国际先进水平。

铜合金导电的原理是,铜原子核带正电,核外电子在原子核的束缚下绕原子运转,这个结构雷同地球绕太阳运转。铜内部电子可以脱离原子核束缚,成为自由电子,当电路中通了电流后,自由电子向同一个方向定向移动,这样铜就可以导电了。而铜合金导电率的国际标准是100%,并已持续多年。近年来,有专家提出可超过102%的理论导电率,但未研究出具体生产工艺。

中国化工学会新材料委员会孙家跃教授说,HGLN-高导电率无银铜合金项目采用真空中频感应熔炼工艺,突破生产关键技术,建成了一条年产5000吨高导电率铜合金生产线;自主研发了稀土元素为主的专用添加剂和真空熔炼工艺,提高铜原料纯度,改善铜锭微观组织,生产出HGLN-高导电率无银铜合金新材料。该技术现已经取得两项发明利、一项实用新型专利。

“该材料在航空航天、舰船等应用,由于导电性能更优秀,所需材料少,可减轻航空器和舰船等本体重量,节材降耗,还能再多装载其他设备等;用于互联网、通讯设备等,信息传递速度更快;应用于电动汽车电池,比现在的电池一次充电能多跑10—20公里等;用于海底电缆,由于安全和耐腐耐用,使用年限更长,节省了电缆更换的巨额费用等。”四川省良惠董事长何国良说。

白银被认为是优良的导电材料,在很多高端设备中,白银被用作焊点材料,但目前白银的市场价格约400多万元/吨,而HGLN-高导电率无银铜合金售价约15万元/吨,专家们认为,这将大幅降低电工等装备的制造成本。

“目前全球功能铜合金的年总产量约400万吨,年需求量在600万吨以上,其供求逆差为200万吨以上。随着我国现代化、电器化进程,对功能性铜材产品年需求以10%左右的速度递增,”何国良说,这可以看出功能铜合金新材料市场前景广阔,供求看好。

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