0.3線框架用第三代銅合金的開發(fā)

為適應(yīng)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(fā)達國家材料研發(fā)大多致力于開發(fā)高強高導(dǎo)的Cu-Cr-Z 系合金，其目標(biāo)性能是抗拉強度在600MPa以上、電導(dǎo)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(shù)研究和產(chǎn)業(yè)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(fā)也已經(jīng)起步。

0.3.2高速軌道交通接觸線及附件用銅合金的開發(fā)

為了適應(yīng)300km/h及350km/h 以上列車時速的要求，法、德、日等發(fā)達國家都開發(fā)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(fā) Cu-Cr-Zr、Cu-Ag-Zr、Cu-Ag-Cr等，***提高材料的強度、導(dǎo)電性、耐磨、耐蝕及抗蠕變和疲勞性能。接觸網(wǎng)線夾類零件主要以鋁青銅、硅青銅為主，目前主要開發(fā)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(fā)

當(dāng)今半導(dǎo)體設(shè)計的法則進入了納米水平。為防止RC 延遲(芯片上導(dǎo)線電阻和層間寄生電容會產(chǎn)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(xiàn)實要求。高純無氧銅是這類高純銅產(chǎn)品中需求量***大、涉及領(lǐng)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(dǎo)器件(如核磁共振)等也大量使用。我國已經(jīng)能夠批量供應(yīng)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(yīng)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(fā)

隨著人們生活水平的提高和科學(xué)技術(shù)的進步，各種***散熱設(shè)備和器件的使用越來越多。除開發(fā)各種內(nèi)螺紋、外翅片大中型熱管外，利用毛細現(xiàn)象實現(xiàn)自循環(huán)的“熱管”也在研究開發(fā)中。由于這種“熱管”為相變換熱，傳熱具有結(jié)構(gòu)的緊湊性、極強的導(dǎo)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(chǎn)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?zé)崂?、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(yīng)用而開展的“微熱管”開發(fā)正成為研究的熱點。“微熱管”開發(fā)對材料工作者提出了兩項任務(wù):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(fā)

目前，高耐磨銅合金的開發(fā)主要集中在汽車同步器齒環(huán)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(chǎn)成本。因而，合金開發(fā)集中多元復(fù)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(fā)

隨著海水淡化、海水養(yǎng)殖、濱海核電、遠洋運輸和海洋礦產(chǎn)資源開發(fā)及海家艦艇等海洋工程技術(shù)的發(fā)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(nèi)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(fā)達國家都投人大量人力物力，努力開發(fā)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(chǔ)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(chǔ)開發(fā)添加鎳、硅等元素的多元復(fù)雜鋁青銅也是一個方向。

0.3.7環(huán)境友好型銅合金的開發(fā)

環(huán)境友好型材料是21世紀的新要求。環(huán)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(huán)境不產(chǎn)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(jīng)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(fā)活動。在無鉛易切削黃銅方面開發(fā)了以鉍、銻、碲、硅等替代鉛的多種材料，有的已形成了工業(yè)化生產(chǎn)。但生產(chǎn)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(fā)方面，并取得了一定的進展。

0.3.8 銅基復(fù)合材料開發(fā)

雖然銅及銅合金具有許多優(yōu)良的特性，但也有其局限性。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)有銅及銅合金的導(dǎo)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(shù)對其綜合性能的高要求。而銅基復(fù)合材料是一種具有優(yōu)良綜合性能的新型結(jié)構(gòu)性材料，它通過內(nèi)氧化法、粉末冶金法、燒結(jié)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(dǎo)電性，同時具備高的強度和高溫性能。銅基復(fù)合材料應(yīng)用的領(lǐng)域廣泛，如高壓真空開關(guān)、觸頭材料等。銅基復(fù)合材料的開發(fā)由于產(chǎn)業(yè)化進程緩慢，制造成本居高不下，嚴重影響了材料應(yīng)用的推廣。

和復(fù)合材料化方向發(fā)展。

綜合來看，當(dāng)今銅合金材料開發(fā)正朝著高純化、微合金化、多元復(fù)雜合金化和復(fù)合材料化方向發(fā)展。