可用於超導(dǎo)變壓器的超高強度高導電性納米純銅麵世(shì) (2004-08-25)
發布時間:2007-12-04
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過去,任何材料均(jun1)無法兼(jiān)得的超高(gāo)強度和高導電性,在中科院(yuàn)金屬研究所研製出的一種納米孿晶純銅上同時實現。這一成果(guǒ)標誌著我國在金屬納米材料方麵的研究工作獲得重(chóng)要突(tū)破。美國《Science》周刊,上麵報道了此項成果(guǒ)。該刊(kān)認為利用納米尺寸孿(luán)晶實現純銅的超高(gāo)強(qiáng)度和高導電性是一個十分重要的突破,這(zhè)是其它任(rèn)何強(qiáng)化技術無法(fǎ)達到的。
工業中應(yīng)用的導(dǎo)電材料絕大多數是各種金屬和合金材料。強度和導電(diàn)性是導體金(jīn)屬材料的兩個至關重要性能,在(zài)工業應(yīng)用中往往需要(yào)導體材料同時具有高強度和高導電性。例如導電磁鐵線圈中的導線既要承受巨大的電磁作用力,又要保(bǎo)持較低電阻以降低電流導致的溫(wēn)度升高。然(rán)而,在(zài)常規金屬材料中這(zhè)兩種性能往往相互抵觸,不可兼得。純金屬(如銀、銅等)具有很高的導電率,但其強度較低(dī)(均小於100Mpa)。通過多種強化手段可以提高金屬的強度,如合金化(huà)(添加合金元素(sù)),但這些強化技術往往(wǎng)導致金屬(shǔ)材料電導率的大幅度(dù)降低(dī)。因此,實現金屬材料的高強度和高導電性是一項長期以來有待解決的重大科技難題。
為解決這一難題,中科院金屬研究(jiū)所沈陽材料科學國家(jiā)實驗室提出利用納米尺寸的生長孿晶強化(huà)金屬的新途徑,以實現超高強度和高導電性(xìng)。他們采(cǎi)用脈衝電解沉積(jī)技術製備(bèi)出具(jù)有高密度納米尺寸生長孿晶的純銅薄膜,通過工(gōng)藝過程研究調(diào)整樣品的晶粒尺寸、孿晶厚度及其分布、織構(gòu)狀態等,獲得了具(jù)有超高強度和高(gāo)導電性的純(chún)銅樣品(pǐn),其拉伸強度是普通純(chún)銅的十倍以上,達到高強度鋼或銅晶須的強度水平,而室溫(wēn)電導(dǎo)率與無氧高(gāo)導銅相當。
美國《Science》周刊認為,這(zhè)項成果不但(dàn)為材料(liào)的強(qiáng)化技術和高強高導材(cái)料的研製開辟了一個新(xīn)領域,而且將對相關工業應(yīng)用領域產生重要推動(dòng)作用(yòng),如超導磁鐵(tiě)技術、電力傳輸係統(tǒng)(尤其是超導變壓器)、機電裝備及微機電係(xì)統(tǒng)等。此項成(chéng)果也將對納(nà)米材料技術的發展產生重要影響。