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超高强度和高导电率的纳米铜可用于超导变压器
时间:2019-04-05 02:47:05 来源:忻州门户网 作者:匿名



过去,中国科学院金属研究所开发的纳米结晶纯铜同时实现了任何材料都无法达到的超高强度和高导电性。这一成就标志着中国金属纳米材料研究的重大突破。美国《Science》周刊杂志报道了上述结果。该杂志认为,使用纳米级双胞胎实现纯铜的超高强度和高导电性是一个非常重要的突破,这是任何其他强化技术都无法实现的。

工业中使用的大多数导电材料是各种金属和合金材料。强度和导电性是导体金属材料的两个最重要的性质。在工业应用中,通常要求导体材料具有高强度和高导电性。例如,导电磁体的线圈中的导线受到大的电磁力和低的电阻,以减小由电流引起的温度升高。然而,在传统的金属材料中,这两种性质经常相互矛盾并且不能组合。纯金属(如银,铜等)具有高导电性,但其强度低(小于100Mpa)。金属的强度可以通过各种强化方法增加,例如合金化(添加合金元素),但是这些强化技术经常导致金属材料的电导率大大降低。因此,实现金属材料的高强度和高导电性是一个长期以来待解决的重大科学技术问题。

为了解决这个问题,中国科学院金属研究所材料科学国家实验室提出了一种利用纳米增长孪晶来强化金属以实现超高强度和高导电率的新方法。他们使用脉冲电沉积技术制备具有高密度纳米尺寸生长孪晶的纯铜薄膜。通过工艺研究,调整样品的晶粒尺寸,双晶厚度和分布,织构状态等,以获得超高强度。而高导电纯铜样品,抗拉强度是普通纯铜的十倍以上,达到高强度钢或铜须的强度水平,室温电导率相当于无氧高导电性铜。

美国《Science》周刊杂志认为,这一成果不仅开辟了材料增强技术和高强高导材料发展的新领域,而且将在推动相关工业应用方面发挥重要作用,如超导磁铁技术和动力传动系统。 (特别是超导变压器),机电设备和MEMS。这一成就也将对纳米材料技术的发展产生重要影响。

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