Aloi tembaga-besi - teknologi bahan baharu
Negara ini sedang giat membangunkan infrastruktur baharu, yang merupakan peluang yang jarang berlaku untuk banyak bahan baharu. Bahan baru yang telah menarik banyak perhatian dalam beberapa tahun kebelakangan ini, aloi tembaga-besi, mempunyai kelebihan yang jelas dan prospek aplikasi yang luas. Lebih-lebih lagi, teknologi berkaitan negara saya dalam bidang ini telah mengambil kedudukan utama di dunia, menjadikan pembangunan masa depannya secara amnya optimistik. . Zhou Kechao, Naib Presiden Central South University, pernah berkata bahawa menggabungkan tembaga dan besi, dua logam purba, dijangka memancarkan tenaga baharu dan menghasilkan aplikasi baharu dan meluas. Bahan aloi tembaga-besi akan menghasilkan generasi teknologi aplikasi bahan* **.
imej.png
1. Rebut peluang zaman dan "aloi tembaga-besi" menarik perhatian
Dua seminar terkemuka berturut-turut yang diadakan dalam industri telah secara beransur-ansur membawa "aloi tembaga-besi" ke mata umum. Khususnya, tajuk publisiti kedua-dua mesyuarat, "Ali Tembaga-Fe, Janji-janji Hebat" dan "Ali Tembaga-Fe, Belayar", menarik perhatian dan sesuai. Mereka bukan sahaja menjelaskan tujuan mesyuarat, tetapi juga menerangkan minat pasaran semasa dalam bahan baharu "aloi tembaga-besi". Perhatian dan jangkaan.
Kebimbangan ini dapat kita rasai daripada langkah-langkah relevan yang diambil oleh Kementerian Perindustrian dan Teknologi Maklumat dan pengesahan penyelidikan dan pembangunan teknologi bahan baharu oleh persatuan industri.
Pada tahun 2020, Kementerian Perindustrian dan Teknologi Maklumat menugaskan Persatuan Industri Logam Bukan Ferus China untuk menjalankan penyelidikan mengenai strategi untuk mengembangkan penggunaan bahan tembaga mewah. Selepas banyak perbincangan, ia memilih untuk menggunakan aloi tembaga-besi dan paip air tembaga sebagai pintu masuk untuk mencipta aplikasi demonstrasi biasa dan memanfaatkan potensi penggunaan aloi tembaga. Pada tahun yang sama, Kementerian Perindustrian dan Teknologi Maklumat turut melancarkan kumpulan pertama mekanisme pampasan insurans aplikasi untuk aplikasi bahan baharu, bagi mengembangkan bidang aplikasi baharu produk. Kementerian Perindustrian dan Teknologi Maklumat mencadangkan dan menggalakkan: "Kami berharap melalui peluang seminar itu, kami dapat mengembangkan kerjasama antara huluan dan hiliran dan bersama-sama menambah baik aloi tembaga-besi." Tahap pembangunan bahan telah menyumbang kepada pembinaan industri logam bukan ferus negara saya.
2. Aloi tembaga-besi mempunyai "pesona" yang unik
Aloi kuprum-besi kandungan besi tinggi ialah sistem aloi kuprum berasaskan kuprum dengan unsur besi tambahan. Aloi tembaga-besi yang terdiri daripada bahagian tertentu mempunyai kedua-dua kekonduksian elektrik yang tinggi dan kekonduksian haba kuprum dan kebolehtelapan magnet yang tinggi bagi besi. Ia adalah integrasi struktur dan fungsi yang tipikal. daripada bahan komposit.
Kelebihan aloi tembaga-besi adalah banyak. Dari perspektif prestasi produk, ia mempunyai sifat mekanikal yang sangat baik, kekonduksian elektrik dan haba dan sifat perisai elektromagnet. Sebagai contoh, ia telah diuji bahawa kekonduksian elektrik CuFe10 adalah empat kali ganda daripada gangsa timah-fosforus semasa, dan sifat mekanikalnya juga lebih tinggi daripada gangsa timah-fosforus semasa. Ia berpotensi untuk menggantikan aloi tembaga sistem lama secara meluas. Khususnya, spektrum luas prestasi pelindung elektromagnetnya yang sangat baik tidak dapat ditandingi oleh aloi tembaga lain. Di seluruh dunia, aloi tembaga-besi dengan mudah boleh menyelesaikan banyak masalah dan kegagalan yang disebabkan oleh pengaruh medan elektromagnet dalam peralatan mewah seperti kereta, PC, mesin elektrik dan elektronik, jentera perindustrian, dan peralatan kawalan robot. Hasil penyelidikan terkini mendedahkan bahawa disebabkan sifat elektrokimia khas aloi tembaga-besi, ia juga mempunyai fungsi antibakteria dan antivirus yang sangat baik.
Dari perspektif kos pengeluaran, besi kini merupakan produk yang paling mudah diakses dan paling murah di kalangan bahan mentah logam. Dalam sistem aloi tembaga semasa, kos bahan mentah aloi tembaga-besi dengan kandungan besi yang tinggi adalah agak rendah. Dari perspektif proses pengeluaran, penambahan besi tidak akan menghasilkan bahan berbahaya, dan tiada bahan berbahaya semasa kitar semula.
Berdasarkan kelebihan prestasi di atas, pakar menganalisis bahawa produk aloi tembaga-besi mempunyai prospek aplikasi yang besar. Contohnya, jalur tembaga dan besi boleh digunakan untuk sink haba telefon mudah alih 5G, perisai, bahan satah belakang OLED bersaiz besar, sink haba paparan LED bersaiz besar (sudah digunakan di Jepun), penyambung elektrik, papan litar pengecasan wayarles dan udara tiub kondenser penyaman udara. dan lain-lain.; rod aloi tembaga-besi, rod, wayar dan wayar boleh digunakan untuk wayar pelindung elektromagnet, kabel audio kesetiaan tinggi, wayar pelindung elektromagnet untuk motor berkelajuan tinggi dron, kabel voltan tinggi, talian kawalan komunikasi robot, talian frekuensi radio , dan jalinan perisai elektromagnet/tali pinggang, sangkar marikultur, wayar kimpalan, dsb.; serbuk aloi tembaga-besi boleh digunakan dalam pad brek, menyerap salutan perisai, percetakan 3D, antibakteria perubatan (seperti penyembuhan luka kencing manis), dsb.; aloi tembaga-besi digunakan dalam motor tak segerak tiga fasa, acuan suntikan, pemesinan Spark elektrik, hujung besi pematerian, sesentuh elektrik, dll. juga mempunyai prospek aplikasi yang berpotensi.
imej.png
imej.png
imej.png
imej.png
3. "selangkah lagi" dari makmal ke pengeluaran perindustrian telah mengambil masa beberapa dekad
Dalam hampir seratus tahun penyelidikan dan pembangunan yang lalu, walaupun orang telah mendapati bahawa aloi tembaga-besi mempunyai pelbagai sifat yang sangat baik dan prospek aplikasi yang luas, disebabkan oleh keserasian yang lemah antara tembaga dan besi, tembaga cecair dan besi mempunyai fenomena pemisahan. yang tidak serasi antara satu sama lain. Aloi besi dikenali sebagai "minyak" dan "air" bahan logam. Oleh itu, aloi kuprum-besi dengan nilai kegunaan sebenar belum dihasilkan. Walau bagaimanapun, para sarjana di seluruh dunia tidak berhenti menyelidik aloi tembaga-besi.
Penyelidikan yang paling banyak mengenai aloi tembaga-besi di dunia adalah di Jepun, dengan lebih daripada 30 tahun pengalaman penyelidikan, terutamanya menumpukan pada teknologi penyediaan aloi dan aplikasi pasaran, seperti bahagian auto tenaga baharu, kepala omboh dan kotak kawalan elektronik untuk elektromagnet. perisai. Bahan, cakera brek, dsb.; pembuatan mesin perubatan baru, kotak terlindung, bilik terlindung, pakaian kebersihan, dsb.; medan komunikasi elektronik generasi baharu, bahan perisai untuk stesen pangkalan komunikasi, bahan resapan haba, penyambung, dsb.; dan pelbagai jenis perisai elektromagnet untuk Wayar aeroangkasa, rod kimpalan untuk pembaikan kipas kapal, acuan pelesapan haba, wayar pemprosesan nyahcas elektrik dan medan lain. Walau bagaimanapun, pengeluaran perindustrian aloi tembaga-besi belum benar-benar direalisasikan.
Penyelidikan domestik mengenai aloi tembaga-besi bermula lewat. Pada mulanya, ia tertumpu terutamanya di universiti dan kolej, seperti penyelidikan Universiti Keretapi Dalian tentang bahan komposit Cu-20%Fe dan penyelidikan Universiti Teknologi Chongqing mengenai aloi Cu-Fe kekuatan tinggi dan konduktiviti tinggi . Kemajuan penyelidikan, seperti penyelidikan Universiti Shanghai untuk Sains dan Teknologi mengenai perubahan dalam struktur dan sifat aloi kuprum-besi dengan komposisi yang berbeza, penyelidikan Universiti Zhejiang mengenai rawatan haba homogenisasi aloi kuprum-besi, penyelidikan Central South University mengenai pembuatan dan evolusi mikrostruktur dan sifat aloi kuprum-besi, dsb., kebanyakannya di peringkat makmal. Sehinggalah penyertaan aktif perusahaan barulah nasib aloi tembaga-besi benar-benar berubah.
4. Masa depan "aloi tembaga-besi"
Mengenai pembangunan aloi tembaga-besi masa depan, wartawan merasakan semasa temu bual bahawa setiap orang pada dasarnya mempunyai idea yang sama. Bahan aloi tembaga-besi baharu mempunyai prospek yang luas dan kini mempunyai teknologi terkemuka dunia, tetapi mereka masih perlu melakukan usaha yang hebat dalam penyelidikan dan pembangunan serta promosi dalam bidang aplikasi. Pada masa ini, negara kita menghadapi masalah menyelesaikan "leher yang tersangkut" bahan asas, membuka rantaian bekalan industri domestik, dan membina situasi baru di mana kitaran domestik adalah badan utama dan kitaran dwi domestik dan antarabangsa menggalakkan satu sama lain. Untuk penyelidikan, pembangunan dan perindustrian bahan aloi tembaga-besi baharu Permohonan akan menjadi peluang keemasan.
Li Zhou, dekan Pusat Pengajian Sains Bahan di Central South University, memberitahu pemberita bahawa pada masa ini, teknologi penyediaan perindustrian negara saya aloi tembaga-besi, terutamanya penyediaan dan pemprosesan aloi induk tembaga-besi, plat aloi tembaga-besi, jalur dan kerajang, rod dan wayar aloi tembaga-besi dan wayar ultra-halus, berada di peringkat antarabangsa. ***, penyelidikan mengenai mekanisme berkaitannya berada di barisan hadapan, dan permohonan untuk hak harta intelek yang berkaitan telah mencapai kemajuan yang ketara. Walau bagaimanapun, penyelidikan aplikasi semasa mengenai aloi ini kebanyakannya dijalankan oleh syarikat Jepun dan Korea. Masih terdapat jurang yang besar di universiti domestik dan syarikat pengeluaran dari segi penyelidikan prestasi perkhidmatan bahan dan promosi dan aplikasi aloi, dan usaha yang hebat diperlukan. Beliau percaya bahawa universiti dan institut penyelidikan boleh menjalankan penyelidikan yang sistematik dan mendalam mengenai teknologi penyediaan proses pendek, sifat fizikal khas dan sifat antibakteria aloi tembaga-besi; pada masa yang sama, berdasarkan sifat komprehensif khas aloi tembaga-besi, menjalankan aplikasi dalam senario yang berbeza Penyelidikan.
Sesetengah syarikat berkata bahawa persekitaran semasa adalah peluang yang sangat baik untuk pembangunan aloi tembaga-besi, kerana negara ini sentiasa mencadangkan penyetempatan, yang menunjukkan bahawa masih terdapat banyak bahan yang bergantung pada import dan "mengikuti" negara asing, dan tembaga -aloi besi adalah salah satu daripada beberapa yang boleh Bahan baru yang "terkemuka". Oleh sebab itu, tenaga kerja dan sumber material yang lebih besar perlu dilaburkan dalam penyelidikan pada masa hadapan untuk mengekalkan kepimpinan ini. Beliau percaya bahawa hala tuju pembangunan masa depan aloi tembaga-besi adalah terutamanya penyelidikan gunaan, seperti aplikasi dalam infrastruktur baharu, elektronik komunikasi generasi baharu, dan pelbagai medan perisai elektromagnet aeroangkasa. Bagi Shaanxi Rui, pada masa hadapan mereka akan menumpukan pada pengeluaran dan pembuatan, penyelidikan pasaran, pembinaan standardisasi, dan lain-lain, dan melabur dalam peralatan pembuatan dan proses penyediaan yang lebih maju untuk mencapai ketulenan yang tinggi, konsistensi tinggi, keseragaman tinggi dan pembuatan kos rendah. aloi tembaga-besi. . Pada masa ini, syarikat itu telah memperoleh 6 paten aloi tembaga-besi dan menyerahkan dokumen standard industri untuk jongkong aloi tembaga-besi, plat dan jalur aloi tembaga-besi, dan rod dan wayar aloi tembaga-besi kepada Jawatankuasa Standard Kebangsaan. Pada masa hadapan, ia akan terus memperkukuh penyelidikan mengenai perlindungan harta intelek.
Bahan aloi tembaga-besi kandungan besi tinggi adalah sistem baharu. Laporan yang boleh dilihat di luar negara, terutamanya di Jepun, mendedahkan bahawa lebih daripada 20 institusi penyelidikan terlibat dalam penyelidikan berkaitan, terutamanya dalam perisai elektromagnet, pelesapan haba konduktif, kebolehkimpalan, sifat antibakteria, dll. Terdapat banyak pencapaian dalam bidang penyelidikan, tetapi negara kita adalah hampir kosong di kawasan ini. Kejayaan semasa kami dalam bidang perindustrian bahan hanyalah pencapaian pertama dalam perarakan panjang. Penyelidikan dan aplikasinya masih memerlukan banyak kerja dan pelaburan. "Kami memikul misi sejarah yang penting." Zheng Dun mendedahkan kepada pemberita bahawa mereka merancang untuk Atas dasar "badan promosi kerjasama erat" seperti Ningbo Jintian Copper, Shaanxi Rui, dan Central South University, menarik lebih banyak syarikat aplikasi, syarikat pengeluaran, unit penyelidikan, dll. untuk menyertai, memfokuskan mengenai penggunaan perisai, bingkai plumbum, bahan kimpalan, dll. Menjelaskan keperluan, merangka pelan sasaran, dan bekerjasama untuk meningkatkan kecekapan R&D. Beliau juga mencadangkan bahawa media harus membangkitkan minat pakar dalam pelbagai bidang aplikasi domestik melalui laporan yang komprehensif dan mendalam mengenai bahan ini, dengan itu mempromosikan penyelidikan dan pembangunan yang lebih meluas dalam "aplikasi, pengeluaran, penyelidikan, akademik, dan politik. “Dengan sokongan pakatan dan dasar kerajaan, projek (dana), dan lain-lain, kami akan memberi sumbangan yang sewajarnya untuk mempromosikan kemajuan sains dan teknologi di negara kita.
Pada dua seminar teratas berturut-turut yang diadakan dalam industri, banyak syarikat hiliran turut menyatakan jangkaan mereka terhadap bahan aloi tembaga-besi baharu. Sesetengah syarikat telah menyatakan kebimbangan yang besar tentang kemajuan bahan aloi tembaga-besi baharu dan berharap ia boleh digunakan dalam tenaga baharu, bateri dan bidang lain secepat mungkin. Diharapkan bahan aloi tembaga-besi baharu boleh digunakan dalam bidang seperti kabel arus tinggi dan pengeluaran kenderaan khas secepat mungkin, dan penggantian setempat dapat dicapai secepat mungkin. Huang Zhiwen, profesor bersekutu Universiti Hunan, bercakap tentang permintaan dan penggunaan bahan aloi tembaga-besi baharu dalam kejuruteraan awam untuk peredam stereng arus pusar dan jambatan super tinggi dan sangat panjang. Sesetengah syarikat telah mencadangkan idea untuk menggunakan bahan aloi tembaga-besi dalam motor mikro bersepadu optomekanikal dan elektrik untuk menggantikan bahan SPCC asal (setem + penyaduran elektrik).
