Κράμα χαλκού-σιδήρου - νέα τεχνολογία υλικών
Η χώρα αναπτύσσει δυναμικά νέες υποδομές, που είναι μια σπάνια ευκαιρία για πολλά νέα υλικά. Ένα νέο υλικό που έχει τραβήξει μεγάλη προσοχή τα τελευταία χρόνια, το κράμα χαλκού-σιδήρου, έχει εμφανή πλεονεκτήματα και ευρείες προοπτικές εφαρμογής. Επιπλέον, οι σχετικές τεχνολογίες της χώρας μου σε αυτόν τον τομέα κατέλαβαν ηγετική θέση στον κόσμο, καθιστώντας τη μελλοντική της ανάπτυξη γενικά αισιόδοξη. . Ο Zhou Kechao, Αντιπρόεδρος του Central South University, είπε κάποτε ότι ο συνδυασμός χαλκού και σιδήρου, δύο αρχαίων μετάλλων, αναμένεται να εκπέμπει νέα ζωτικότητα και να παράγει νέες και ευρέως διαδεδομένες εφαρμογές. Τα υλικά από κράμα χαλκού-σιδήρου θα επιφέρουν μια γενιά τεχνολογίας εφαρμογής υλικών* **.
image.png
1. Αδράξτε την ευκαιρία των καιρών και το «κράμα χαλκού-σιδηρού» τραβάει την προσοχή
Δύο διαδοχικά κορυφαία σεμινάρια που πραγματοποιήθηκαν στον κλάδο έφεραν σταδιακά το «κράμα χαλκού-σιδήρου» στη δημοσιότητα. Ειδικότερα, οι τίτλοι δημοσιότητας των δύο συναντήσεων, «Κράμα Χαλκού, Μεγάλες Υποσχέσεις» και «Κράμα Χαλκού-Φε, Σετ πανιά», είναι εντυπωσιακοί και κατάλληλοι. Όχι μόνο διευκρινίζουν τον σκοπό της συνάντησης, αλλά εξηγούν επίσης καλά το ενδιαφέρον της τρέχουσας αγοράς για νέα υλικά «κράματος χαλκού-σιδηρού». Προσοχή και προσδοκία.
Αισθανόμαστε αυτή την ανησυχία από τα σχετικά μέτρα που έλαβε το Υπουργείο Βιομηχανίας και Πληροφορικής και την επιβεβαίωση της έρευνας και ανάπτυξης νέας τεχνολογίας υλικών από ενώσεις του κλάδου.
Το 2020, το Υπουργείο Βιομηχανίας και Τεχνολογίας Πληροφορικής ανέθεσε στην Ένωση Βιομηχανίας Μη σιδηρούχων μετάλλων της Κίνας τη διεξαγωγή έρευνας σχετικά με στρατηγικές για την επέκταση της κατανάλωσης υλικών χαλκού υψηλής ποιότητας. Μετά από πολλές συζητήσεις, επέλεξε να χρησιμοποιήσει κράματα χαλκού-σιδήρου και σωλήνες νερού χαλκού ως σημείο εισόδου για τη δημιουργία τυπικών εφαρμογών επίδειξης και την αξιοποίηση των δυνατοτήτων κατανάλωσης των κραμάτων χαλκού. Την ίδια χρονιά, το Υπουργείο Βιομηχανίας και Πληροφορικής κυκλοφόρησε επίσης την πρώτη παρτίδα μηχανισμών αποζημίωσης ασφάλισης εφαρμογών για εφαρμογές νέων υλικών, με σκοπό την επέκταση νέων περιοχών εφαρμογής προϊόντων. Το Υπουργείο Βιομηχανίας και Πληροφορικής πρότεινε και ενθάρρυνε: «Ελπίζουμε ότι μέσω της ευκαιρίας του σεμιναρίου, μπορούμε να επεκτείνουμε τη συνεργασία μεταξύ ανάντη και κατάντη και να βελτιώσουμε από κοινού τα κράματα χαλκού-σιδηρού». Το επίπεδο ανάπτυξης των υλικών συνέβαλε στην κατασκευή της βιομηχανίας μη σιδηρούχων μετάλλων της χώρας μου.
2. Το κράμα χαλκού-σιδήρου έχει μοναδική "γοητεία"
Το κράμα χαλκού-σιδηρού υψηλής περιεκτικότητας σε σίδηρο είναι ένα σύστημα κράματος χαλκού που βασίζεται στον χαλκό με πρόσθετα στοιχεία σιδήρου. Το κράμα χαλκού-σιδήρου που αποτελείται από μια ορισμένη αναλογία έχει τόσο την υψηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα και θερμική αγωγιμότητα του χαλκού όσο και την υψηλή μαγνητική διαπερατότητα του σιδήρου. Είναι μια τυπική δομική και λειτουργική ολοκλήρωση. από σύνθετα υλικά.
Τα πλεονεκτήματα του κράματος χαλκού-σιδήρου είναι πολλά. Από την άποψη της απόδοσης του προϊόντος, έχει εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες, ηλεκτρική και θερμική αγωγιμότητα και ιδιότητες ηλεκτρομαγνητικής θωράκισης. Για παράδειγμα, έχει δοκιμαστεί ότι η ηλεκτρική αγωγιμότητα του CuFe10 είναι τέσσερις φορές μεγαλύτερη από αυτήν του τρέχοντος μπρούντζου κασσίτερου-φωσφόρου και οι μηχανικές του ιδιότητες είναι επίσης υψηλότερες από εκείνες του τρέχοντος μπρούτζου κασσιτέρου-φωσφόρου. Έχει τη δυνατότητα να αντικαταστήσει ευρέως τα παλιά κράματα χαλκού συστήματος. Συγκεκριμένα, το ευρύ φάσμα της εξαιρετικής απόδοσης ηλεκτρομαγνητικής θωράκισής του δεν συγκρίνεται με άλλα κράματα χαλκού. Σε όλο τον κόσμο, τα κράματα χαλκού-σιδήρου μπορούν εύκολα να λύσουν πολλά προβλήματα και αστοχίες που προκαλούνται από την επίδραση ηλεκτρομαγνητικών πεδίων σε εξοπλισμό υψηλής τεχνολογίας όπως αυτοκίνητα, υπολογιστές, ηλεκτρικές και ηλεκτρονικές μηχανές, βιομηχανικά μηχανήματα και εξοπλισμός ελέγχου ρομπότ. Τα τελευταία ερευνητικά αποτελέσματα αποκαλύπτουν ότι λόγω των ειδικών ηλεκτροχημικών ιδιοτήτων του κράματος χαλκού-σιδήρου, έχει επίσης εξαιρετικές αντιβακτηριακές και αντιικές λειτουργίες.
Από την άποψη του κόστους παραγωγής, ο σίδηρος είναι σήμερα το πιο προσιτό και φθηνότερο προϊόν μεταξύ των μεταλλικών πρώτων υλών. Στο σημερινό σύστημα κραμάτων χαλκού, το κόστος πρώτης ύλης των κραμάτων χαλκού-σιδηρού με υψηλή περιεκτικότητα σε σίδηρο είναι σχετικά χαμηλό. Από την άποψη της παραγωγικής διαδικασίας, η προσθήκη σιδήρου δεν θα παράγει επιβλαβείς ουσίες και δεν υπάρχουν επιβλαβείς ουσίες κατά την ανακύκλωση.
Με βάση τα παραπάνω πλεονεκτήματα απόδοσης, οι ειδικοί αναλύουν ότι τα προϊόντα από κράμα χαλκού-σιδήρου έχουν τεράστιες προοπτικές εφαρμογής. Για παράδειγμα, οι λωρίδες χαλκού και σιδήρου μπορούν να χρησιμοποιηθούν για ψύκτρες κινητών τηλεφώνων 5G, ασπίδες, υλικά backplane OLED μεγάλου μεγέθους, ψύκτρες με οθόνη LED μεγάλου μεγέθους (που χρησιμοποιούνται ήδη στην Ιαπωνία), ηλεκτρικές συνδέσεις, πλακέτες κυκλωμάτων ασύρματης φόρτισης και αέρα σωλήνες συμπυκνωτή κλιματισμού. και τα λοιπά.; ράβδοι, ράβδοι, σύρματα και σύρματα από κράμα χαλκού-σιδηρού μπορούν να χρησιμοποιηθούν για ηλεκτρομαγνητικά καλώδια θωράκισης, καλώδια ήχου υψηλής πιστότητας, ηλεκτρομαγνητικά καλώδια θωράκισης για κινητήρες υψηλής ταχύτητας drones, καλώδια υψηλής τάσης, γραμμές ελέγχου επικοινωνίας ρομπότ, γραμμές ραδιοσυχνοτήτων , και πλεκτά ηλεκτρομαγνητικά προστατευτικά δίχτυα/ιμάντες, κλωβοί θαλασσοκαλλιέργειας, σύρματα συγκόλλησης κ.λπ. Η σκόνη κράματος χαλκού-σιδήρου μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε τακάκια φρένων, απορροφητικές προστατευτικές επικαλύψεις, τρισδιάστατη εκτύπωση, ιατρικά αντιβακτηριακά (όπως επούλωση τραυμάτων διαβήτη) κ.λπ. Τα κράματα χαλκού-σιδηρού χρησιμοποιούνται σε τριφασικούς ασύγχρονους κινητήρες, καλούπια έγχυσης, ηλεκτρική κατεργασία Spark, άκρες συγκολλητικού σιδήρου, ηλεκτρικές επαφές κ.λπ. έχουν επίσης πιθανές προοπτικές εφαρμογής.
image.png
image.png
image.png
image.png
3. Το «ένα βήμα» από την εργαστηριακή στη βιομηχανική παραγωγή κράτησε δεκαετίες
Στο παρελθόν, σχεδόν εκατό χρόνια έρευνας και ανάπτυξης, αν και οι άνθρωποι ανακάλυψαν ότι τα κράματα χαλκού-σιδήρου έχουν μια ποικιλία εξαιρετικών ιδιοτήτων και ευρείες προοπτικές εφαρμογής, λόγω της κακής συμβατότητας μεταξύ χαλκού και σιδήρου, ο υγρός χαλκός και ο σίδηρος έχουν φαινόμενο διαχωρισμού που είναι ασυμβίβαστα μεταξύ τους. Τα κράματα σιδήρου είναι γνωστά ως «έλαιο» και «νερό» μεταλλικών υλικών. Επομένως, δεν έχουν παραχθεί κράματα χαλκού-σιδηρού με πραγματική αξία χρήσης. Ωστόσο, οι μελετητές σε όλο τον κόσμο δεν έχουν σταματήσει να ερευνούν κράματα χαλκού-σιδήρου.
Η μεγαλύτερη έρευνα για κράματα χαλκού-σιδήρου στον κόσμο γίνεται στην Ιαπωνία, με περισσότερα από 30 χρόνια ερευνητικής εμπειρίας, εστιάζοντας κυρίως στην τεχνολογία προετοιμασίας κραμάτων και τις εφαρμογές της αγοράς, όπως ανταλλακτικά αυτοκινήτων νέας ενέργειας, κεφαλές εμβόλων και ηλεκτρονικά κιβώτια ελέγχου για ηλεκτρομαγνητικά θωράκιση. Υλικά, δίσκοι φρένων, κ.λπ. κατασκευή νέων ιατρικών μηχανημάτων, θωρακισμένα κουτιά, θωρακισμένα δωμάτια, είδη υγιεινής κ.λπ. πεδίο ηλεκτρονικών επικοινωνιών νέας γενιάς, υλικά θωράκισης για σταθμούς βάσης επικοινωνίας, υλικά θερμικής διάχυσης, σύνδεσμοι κ.λπ. και διάφοροι τύποι ηλεκτρομαγνητικής θωράκισης για την αεροδιαστημική Σύρματα, ράβδοι συγκόλλησης για επισκευή έλικα πλοίων, καλούπια απαγωγής θερμότητας, σύρματα επεξεργασίας ηλεκτρικής εκκένωσης και άλλα πεδία. Ωστόσο, η βιομηχανική παραγωγή κραμάτων χαλκού-σιδηρού δεν έχει πραγματοποιηθεί πραγματικά.
Η εγχώρια έρευνα για τα κράματα χαλκού-σιδηρού ξεκίνησε αργά. Αρχικά, επικεντρώθηκε κυρίως σε πανεπιστήμια και κολέγια, όπως η έρευνα του Dalian Railway University για τα επί τόπου σύνθετα υλικά Cu-20%Fe και η έρευνα του Τεχνολογικού Πανεπιστημίου Chongqing για κράματα Cu-Fe υψηλής αντοχής και αγωγιμότητας . Η πρόοδος της έρευνας, όπως η έρευνα του Πανεπιστημίου της Σαγκάης για την Επιστήμη και την Τεχνολογία σχετικά με τις αλλαγές στη δομή και τις ιδιότητες των κραμάτων χαλκού-σιδηρού με διαφορετικές συνθέσεις, η έρευνα του Πανεπιστημίου Zhejiang για τη θερμική επεξεργασία ομογενοποίησης των κραμάτων χαλκού-σιδήρου, η έρευνα του Central South University για το Η κατασκευή και η εξέλιξη της μικροδομής και των ιδιοτήτων των κραμάτων χαλκού-σιδηρού κ.λπ., βρίσκονται κυρίως στο εργαστηριακό στάδιο. Μόνο μετά την ενεργό συμμετοχή των επιχειρήσεων, η μοίρα των κραμάτων χαλκού-σιδήρου άλλαξε πραγματικά.
4. Το μέλλον του "κράματος χαλκού-σιδήρου"
Όσον αφορά τη μελλοντική ανάπτυξη των κραμάτων χαλκού-σιδηρού, ο δημοσιογράφος ένιωσε κατά τη διάρκεια της συνέντευξης ότι όλοι έχουν βασικά την ίδια ιδέα. Τα νέα υλικά από κράμα χαλκού-σιδήρου έχουν ευρείες προοπτικές και τώρα διαθέτουν την κορυφαία τεχνολογία στον κόσμο, αλλά πρέπει ακόμα να καταβάλουν μεγάλες προσπάθειες στην έρευνα και ανάπτυξη και προώθηση στον τομέα των εφαρμογών. Επί του παρόντος, η χώρα μας αντιμετωπίζει το πρόβλημα της επίλυσης του «κολλημένου λαιμού» των βασικών υλικών, του ανοίγματος της εγχώριας βιομηχανικής αλυσίδας εφοδιασμού και της οικοδόμησης μιας νέας κατάστασης όπου ο εγχώριος κύκλος είναι ο κύριος κορμός και ο εγχώριος και διεθνής διπλός κύκλος προωθεί. ο ένας τον άλλον. Για την έρευνα, την ανάπτυξη και την εκβιομηχάνιση νέων υλικών από κράμα χαλκού-σιδήρου Η εφαρμογή θα είναι μια χρυσή ευκαιρία.
Ο Li Zhou, πρύτανης της Σχολής Επιστήμης Υλικών στο Central South University, είπε στους δημοσιογράφους ότι αυτή τη στιγμή, η βιομηχανοποιημένη τεχνολογία παρασκευής κραμάτων χαλκού-σιδηρού στη χώρα μου, ειδικά η προετοιμασία και η επεξεργασία κυρίων κραμάτων χαλκού-σιδηρού, πλακών από κράμα χαλκού-σιδηρού, λωρίδων και τα φύλλα, οι ράβδοι και τα σύρματα από κράμα χαλκού-σιδηρού και τα εξαιρετικά λεπτά σύρματα, είναι σε διεθνές επίπεδο. Σε επίπεδο ***, η έρευνα για τους σχετικούς μηχανισμούς της βρίσκεται στην πρώτη γραμμή και η εφαρμογή για τα σχετικά δικαιώματα πνευματικής ιδιοκτησίας έχει σημειώσει σημαντική πρόοδο. Ωστόσο, η τρέχουσα έρευνα εφαρμογών σε αυτό το κράμα διεξάγεται κυρίως από ιαπωνικές και κορεατικές εταιρείες. Υπάρχει ακόμη ένα μεγάλο κενό στα εγχώρια πανεπιστήμια και εταιρείες παραγωγής όσον αφορά την έρευνα απόδοσης υπηρεσιών υλικών και την προώθηση και εφαρμογή κραμάτων, και απαιτούνται μεγάλες προσπάθειες. Πιστεύει ότι τα πανεπιστήμια και τα ερευνητικά ιδρύματα μπορούν να διεξάγουν συστηματική και σε βάθος έρευνα σχετικά με την τεχνολογία σύντομης προετοιμασίας, τις ειδικές φυσικές ιδιότητες και τις αντιβακτηριακές ιδιότητες των κραμάτων χαλκού-σιδήρου. Ταυτόχρονα, με βάση τις ειδικές περιεκτικές ιδιότητες των κραμάτων χαλκού-σιδηρού, πραγματοποιούν εφαρμογές σε διαφορετικά σενάρια Έρευνας.
Ορισμένες εταιρείες είπαν ότι το σημερινό περιβάλλον είναι μια πολύ καλή ευκαιρία για την ανάπτυξη κραμάτων χαλκού-σιδήρου, επειδή η χώρα προτείνει συνεχώς τοπική προσαρμογή, κάτι που δείχνει ότι υπάρχουν ακόμα πολλά υλικά που βασίζονται στις εισαγωγές και «ακολουθούν» ξένες χώρες και ο χαλκός -τα κράματα σιδήρου είναι από τα λίγα που μπορούν Ένα νέο υλικό που είναι «κορυφαίο». Εξαιτίας αυτού, θα χρειαστεί να επενδυθούν περισσότερο ανθρώπινο δυναμικό και υλικοί πόροι στην έρευνα στο μέλλον για να διατηρηθεί αυτή η ηγεσία. Πιστεύει ότι η μελλοντική κατεύθυνση ανάπτυξης των κραμάτων χαλκού-σιδήρου είναι κυρίως η εφαρμοσμένη έρευνα, όπως εφαρμογές σε νέες υποδομές, ηλεκτρονικά επικοινωνιών νέας γενιάς και διάφορα πεδία ηλεκτρομαγνητικής θωράκισης της αεροδιαστημικής. Για το Shaanxi Rui, στο μέλλον θα επικεντρωθούν στην παραγωγή και την κατασκευή, την έρευνα αγοράς, την κατασκευή τυποποίησης κ.λπ., και θα επενδύσουν σε πιο προηγμένο εξοπλισμό κατασκευής και διαδικασίες προετοιμασίας για την επίτευξη υψηλής καθαρότητας, υψηλής συνέπειας, υψηλής ομοιομορφίας και χαμηλού κόστους κατασκευής κράματα χαλκού-σιδήρου. . Προς το παρόν, η εταιρεία έχει λάβει 6 διπλώματα ευρεσιτεχνίας για κράμα χαλκού-σιδηρού και έχει υποβάλει βιομηχανικά πρότυπα έγγραφα για πλινθώματα από κράμα χαλκού-σιδηρού, πλάκες και ταινίες από κράμα χαλκού-σιδηρού και ράβδους και σύρματα από κράμα χαλκού-σιδηρού στην Εθνική Επιτροπή Προτύπων. Στο μέλλον, θα συνεχίσει να ενισχύει την έρευνα για την προστασία της πνευματικής ιδιοκτησίας.
Τα υλικά από κράμα χαλκού-σιδήρου με υψηλή περιεκτικότητα σε σίδηρο είναι ένα νέο σύστημα. Ορατές αναφορές στο εξωτερικό, ειδικά στην Ιαπωνία, αποκαλύπτουν ότι περισσότερα από 20 ερευνητικά ιδρύματα ασχολούνται με σχετική έρευνα, ειδικά σε ηλεκτρομαγνητική θωράκιση, αγώγιμη διάχυση θερμότητας, συγκολλησιμότητα, αντιβακτηριακές ιδιότητες κ.λπ. Υπάρχουν πολλά επιτεύγματα στον ερευνητικό τομέα, αλλά η χώρα μας είναι σχεδόν κενό σε αυτόν τον τομέα. Η τρέχουσα ανακάλυψη μας στον τομέα της εκβιομηχάνισης υλικών είναι μόνο το πρώτο ορόσημο στη μεγάλη πορεία. Η έρευνα και η εφαρμογή του απαιτούν ακόμη πολλή δουλειά και επενδύσεις. «Επωμιζόμαστε μια σημαντική ιστορική αποστολή». Ο Zheng Dun αποκάλυψε στους δημοσιογράφους ότι σχεδιάζουν να προσελκύσουν περισσότερες εταιρείες εφαρμογών, εταιρείες παραγωγής, ερευνητικές μονάδες κ.λπ., με βάση "φορείς προώθησης στενής συνεργασίας" όπως οι Ningbo Jintian Copper, Shaanxi Rui και Central South University, να συμμετάσχουν σχετικά με την εφαρμογή θωράκισης, πλαισίων μολύβδου, υλικών συγκόλλησης κ.λπ. Αποσαφηνίστε τις ανάγκες, διαμορφώστε σχέδια στόχων και συνεργαστείτε για τη βελτίωση της αποτελεσματικότητας της Ε&Α. Πρότεινε επίσης ότι τα μέσα ενημέρωσης θα πρέπει να προκαλέσουν το ενδιαφέρον των ειδικών σε ένα ευρύ φάσμα πεδίων εγχώριων εφαρμογών μέσω περιεκτικών και εμπεριστατωμένων αναφορών σχετικά με αυτό το υλικό, προωθώντας έτσι πιο εκτεταμένη έρευνα και ανάπτυξη στην «εφαρμογή, παραγωγή, έρευνα, ακαδημαϊκό χώρο και πολιτική «Με την υποστήριξη των συμμαχιών και των κυβερνητικών πολιτικών, έργων (ταμείων) κ.λπ., θα συμβάλουμε δεόντως στην προώθηση της προόδου της επιστήμης και της τεχνολογίας στη χώρα μας.
Σε δύο διαδοχικά κορυφαία σεμινάρια που πραγματοποιήθηκαν στον κλάδο, πολλές μεταγενέστερες εταιρείες εξέφρασαν επίσης τις προσδοκίες τους για νέα υλικά από κράμα χαλκού-σιδηρού. Ορισμένες εταιρείες έχουν εκφράσει μεγάλη ανησυχία για την πρόοδο των νέων υλικών από κράμα χαλκού-σιδήρου και ελπίζουν ότι μπορούν να εφαρμοστούν σε νέα ενέργεια, μπαταρίες και άλλους τομείς το συντομότερο δυνατό. Ελπίζεται ότι νέα υλικά από κράμα χαλκού-σιδήρου μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε τομείς όπως τα καλώδια υψηλής έντασης ρεύματος και η παραγωγή ειδικών οχημάτων το συντομότερο δυνατό, και η τοπική αντικατάσταση μπορεί να επιτευχθεί το συντομότερο δυνατό. Ο Huang Zhiwen, αναπληρωτής καθηγητής του Πανεπιστημίου Χουνάν, μίλησε για τη ζήτηση και την εφαρμογή νέων υλικών από κράμα χαλκού-σιδήρου στην πολιτική μηχανική για αποσβεστήρες τιμονιού δινορρευμάτων και γέφυρες εξαιρετικά ψηλές και μεγάλου ανοίγματος. Ορισμένες εταιρείες έχουν προτείνει την ιδέα της χρήσης υλικών από κράμα χαλκού-σιδήρου σε οπτομηχανικούς και ηλεκτρικούς ενσωματωμένους μικροκινητήρες για την αντικατάσταση των αρχικών υλικών SPCC (στάμπα + ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση).
