銅鋁復(fù)合導(dǎo)體材料的性能及其應(yīng)用

蘭占軍，嚴(yán)操，廉洋子，董曉文，王連忠

（煙臺孚信達(dá)雙金屬股份有限公司，山東 煙臺 264100）

1 銅鋁復(fù)合導(dǎo)體材料概述

目前，隨著我國科學(xué)技術(shù)水平不斷提升，多種新型復(fù)合材料應(yīng)運(yùn)而出。其中，最為代表性的為銅鋁復(fù)合導(dǎo)體材料，銅鋁復(fù)合導(dǎo)體材料的研發(fā)及投入，對相關(guān)材料應(yīng)用及使用成本起到一定的降低效果。“銅鋁”材料主要是以銅、鋁兩種物質(zhì)為基礎(chǔ)，該復(fù)合導(dǎo)體材料外表，即表面為銅，其核心為鋁，銅將鋁芯進(jìn)行覆蓋加固，并通過技術(shù)加工后，形成的一種新型復(fù)合導(dǎo)體材料。銅鋁復(fù)合導(dǎo)體材料具有以下特點(diǎn)，第一、導(dǎo)電性較強(qiáng)，與高強(qiáng)鋁等材質(zhì)相比，銅鋁復(fù)合導(dǎo)體材料具有較強(qiáng)的導(dǎo)電效果，并且不需要外部因素及其他手段介入，在導(dǎo)電方面性能占具獨(dú)特優(yōu)勢。第二、具有輕量化特征，由于銅鋁復(fù)合導(dǎo)體材料本身由銅、鋁組成，與純銅材質(zhì)比，重量比純銅導(dǎo)電材料減少50%左右，對于軌道交通、新能源汽車及航天領(lǐng)域，減重也意味著載荷增加、操控性能提升、航程加大、燃油經(jīng)濟(jì)性提高，所以，銅鋁作為一種綜合體導(dǎo)體材料，其輕量化的效益不言而喻。第三、成本低特點(diǎn)，銅鋁復(fù)合導(dǎo)體材料中應(yīng)用了大量的“鋁”，鋁的經(jīng)濟(jì)成本相對降低，因此，在銅鋁復(fù)合導(dǎo)體材料投入應(yīng)用中不必過多考慮經(jīng)濟(jì)成本問題。

2 銅鋁復(fù)合導(dǎo)體材料性能類型分析

2.1 銅鋁復(fù)合導(dǎo)體材料的具體種類

銅鋁復(fù)合導(dǎo)體材料主要分為兩大種類，主要包括包覆型、側(cè)面鋁裸露型。其中，包覆型又成為銅鋁復(fù)合材料，其應(yīng)用領(lǐng)域相對較廣，主要性能主要體現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)成本投入低、導(dǎo)電強(qiáng)、抗腐蝕、重量較輕等方面。另外，銅鋁復(fù)合導(dǎo)體材料根據(jù)其結(jié)構(gòu)形狀主要分為：圓線、扁線、扁排等形狀結(jié)構(gòu)。在相對于特種行業(yè)的需求，銅鋁復(fù)合導(dǎo)體材料還分為微絲與細(xì)絲兩種。

2.2 銅鋁復(fù)合導(dǎo)體材料性能分析

從上述概述章節(jié)中，已經(jīng)對銅鋁復(fù)合導(dǎo)體材料主要特點(diǎn)進(jìn)行闡明，本章節(jié)主要針對其性能進(jìn)行深入分析，具體如下：第一、銅鋁復(fù)合導(dǎo)體材料在進(jìn)行導(dǎo)電過程中穩(wěn)定性較高，這也是銅鋁復(fù)合材料主要性能之一，通過反復(fù)實(shí)驗(yàn)及測試，銅鋁復(fù)合導(dǎo)體材料可以具有較強(qiáng)的“穩(wěn)定性”，這也是該材料在相關(guān)領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用的重要實(shí)質(zhì)體現(xiàn)。第二、具有輕量化特征，由于銅鋁復(fù)合導(dǎo)體材料本身由銅、鋁組成，與純銅材質(zhì)比，純鋁的密度約是純銅的1/3，銅鋁復(fù)合排綜合重量比純銅導(dǎo)排減少50%左右，對于新型軌道交通、船舶運(yùn)輸、新能源汽車、航空航天航天領(lǐng)域，交通工具的導(dǎo)電材料減重，也意味著載荷增加、操控性能提升、航程加大、燃油經(jīng)濟(jì)性提高，所以，銅鋁作為一種綜合輕量化導(dǎo)體材料，其性能的有益效果明顯。

3 銅鋁復(fù)合導(dǎo)體材料的應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展前景

3.1 銅鋁復(fù)合導(dǎo)體材料的具體應(yīng)用領(lǐng)域

通過對相關(guān)數(shù)據(jù)資料整理發(fā)現(xiàn)，銅鋁復(fù)合材料中的電力扁排研發(fā)及應(yīng)用前景較為樂觀，并得到國內(nèi)外諸多企業(yè)及專家關(guān)注，在國際各大領(lǐng)域中都大力投入應(yīng)用，主要包括：電力系統(tǒng)中的開關(guān)柜、配電柜、發(fā)電機(jī)組等；鐵路系統(tǒng)中的牽引設(shè)備、變電站、變壓器等。另外，在航空、渡輪領(lǐng)域銅鋁復(fù)合排應(yīng)用也較為廣泛。同時(shí)，在國內(nèi)同樣基于銅鋁復(fù)合導(dǎo)體材料及“銅鋁排”的作用影響，其生產(chǎn)、應(yīng)用領(lǐng)域也逐漸擴(kuò)大，具體如下：第一，在屏蔽編織線中的實(shí)際應(yīng)用。屏蔽編織線套主要應(yīng)用于大型信號電纜及通訊管線，該線套主要防止電磁場干擾及電場干擾。通過對銅鋁復(fù)合導(dǎo)體材料分析研究發(fā)現(xiàn)，將編織線采用“銅”作為主要材料，可以起到一定的抗腐蝕效果。通過將銅鋁復(fù)合導(dǎo)體材料進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)銅覆蓋外表及鋁芯可以起到一定防電磁、電場干擾作用。第二，在汽車線束中的實(shí)際應(yīng)用。汽車線束不同于其他線束，需要更為科學(xué)、精準(zhǔn)的系統(tǒng)布局，但傳統(tǒng)汽車線束極易出現(xiàn)跳線等問題出現(xiàn)，通過對銅鋁復(fù)合導(dǎo)體材料進(jìn)行應(yīng)用，可起到提升壓接性能、降低抗搖擺及增強(qiáng)CCA線柔韌度等作用。第三，在電力電纜中的實(shí)際應(yīng)用。銅鋁復(fù)合導(dǎo)體材料在電力電纜中具有一定應(yīng)用效果，主要是由于電力電纜實(shí)際傳導(dǎo)的安全性、穩(wěn)定性而言，通過銅鋁復(fù)合導(dǎo)體材料的實(shí)際應(yīng)用，可提升其傳導(dǎo)效能，提升其電力電纜的安全穩(wěn)定［1］。

3.2 銅鋁復(fù)合導(dǎo)體材料的發(fā)展前景

隨著我國綜合國力不斷提升，制造業(yè)作為我國基礎(chǔ)性保障行業(yè)，具有相對的重要性及意義性。十九大及習(xí)總書記重要講話中都將實(shí)現(xiàn)“科技制造”作為當(dāng)下戰(zhàn)略發(fā)展主題及實(shí)質(zhì)方向?！耙粠б宦贰敝忻鞔_提出帶動(dòng)地域性經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)核心為“制造業(yè)”，而制造業(yè)一直是我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要基礎(chǔ)。因此，基于新時(shí)期、新發(fā)展背景下對“銅鋁復(fù)合導(dǎo)體材料”應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行分析研究意義重大。只有不斷從問題實(shí)質(zhì)性入手，將銅鋁復(fù)合導(dǎo)體材料應(yīng)用發(fā)展及現(xiàn)狀進(jìn)行深入剖析，將影響銅鋁復(fù)合導(dǎo)體材料效率、質(zhì)量提升的問題性闡明，并結(jié)合未來應(yīng)用發(fā)展前景及需求，為其銅鋁復(fù)合導(dǎo)體材料的應(yīng)用發(fā)揮打下重要基礎(chǔ)［2］。

銅鋁復(fù)合導(dǎo)體材料作為一種重要應(yīng)用型材料，其應(yīng)用前景、發(fā)展空間十分廣闊。從我國汽車行業(yè)、生產(chǎn)加工行業(yè)、電力等相關(guān)行業(yè)發(fā)展需求來看。銅鋁復(fù)合導(dǎo)體材料具有一定的發(fā)展空間，但基于銅鋁復(fù)合導(dǎo)體材料的創(chuàng)新性研發(fā)，將其材料進(jìn)行深度研發(fā)及實(shí)驗(yàn)也尤為關(guān)鍵。這也是從未來發(fā)展領(lǐng)域出發(fā)，將銅鋁復(fù)合導(dǎo)體材料進(jìn)行重新布局，對材料生產(chǎn)加工中的細(xì)節(jié)性進(jìn)行逐一完善，并從實(shí)際情況及市場需求出發(fā)，構(gòu)建現(xiàn)代化銅鋁復(fù)合導(dǎo)體材料生產(chǎn)流程及管理體系，具體如下：第一、實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、智能化生產(chǎn)，在該生產(chǎn)流程環(huán)節(jié)中，銅鋁復(fù)合導(dǎo)體材料生產(chǎn)將跟更為規(guī)?；?、效率化，充分實(shí)現(xiàn)各大領(lǐng)域的需求供給。第二、加強(qiáng)銅鋁復(fù)合導(dǎo)體材料的整體抗腐蝕性，基于現(xiàn)有材料的特征性能，將其抗腐蝕性進(jìn)行全面創(chuàng)新升級并提升該材料的穩(wěn)定性、安全新。因此，從未來發(fā)展角度來講，提升銅鋁復(fù)合導(dǎo)體材料的整體性能發(fā)揮及穩(wěn)定應(yīng)用是其主要研發(fā)方向［3］。

4 結(jié)語

綜上所述，通過對銅鋁復(fù)合導(dǎo)體材料的性能及其應(yīng)用進(jìn)行分析，主要包括銅鋁復(fù)合導(dǎo)體材料概述、銅鋁復(fù)合導(dǎo)體材料性能類型分析，其包括銅鋁復(fù)合導(dǎo)體材料的具體種類、銅鋁復(fù)合導(dǎo)體材料性能分析、銅鋁復(fù)合導(dǎo)體材料的應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展前景，其包括銅鋁復(fù)合導(dǎo)體材料的具體應(yīng)用領(lǐng)域、銅鋁復(fù)合導(dǎo)體材料的發(fā)展前景等，從多方面、多角度對銅鋁復(fù)合導(dǎo)體材料的性能及于具體應(yīng)用進(jìn)行闡明，為下一步工作開展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。