การแบ่งปันความรู้ทางเทคนิค: การผลิตและการประยุกต์ใช้โลหะผสมทองแดงที่ทนความร้อนสูง มีความแข็งแรงสูง และมีความนําไฟฟ้าสูง [[งานประชุม SMM Copper Conference]]

**คำแปลภาษาไทย**: เมื่อวันที่ 24 เมษายน ระหว่างการประชุมและงานแสดงสินค้าอุตสาหกรรมทองแดง **CCIE-2025 SMM (ครั้งที่ 20) Copper Industry Conference & Expo – High-Quality Development Forum for Copper-Based New Materials** ซึ่งจัดโดย **บริษัท เอสเอ็มเอ็ม อินฟอร์เมชั่น แอนด์ เทคโนโลยี จำกัด (SMM)**, **ศูนย์แลกเปลี่ยนโลหะ SMM** และ **บริษัท ซันดง เอไอเอส อินฟอร์เมชั่น เทคโนโลยี จำกัด** โดยมี **บริษัท เจียงซี คอปเปอร์ คอร์ปอเรชั่น** และ **บริษัท หยิงถาน พอร์ต โฮลดิ้ง จำกัด** เป็นผู้สนับสนุนหลัก **บริษัท ซันดง ฮูมง สเมลติ้ง จำกัด** เป็นผู้ร่วมจัดงานพิเศษ และ **กลุ่มซินหวง** และ **กลุ่มบริษัท จงเทียวซาน นอนเฟอร์รัส เมทัลส์ จำกัด** เป็นผู้ร่วมจัดงาน **ศาสตราจารย์ ฉาง ยงฉิน ผู้ช่วยศาสตราจารย์ประจำมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีปักกิ่ง** ได้แบ่งปันข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับการผลิตและการใช้งานของโลหะผสมทองแดงที่ทนความร้อนสูง มีความแข็งแรงสูง และมีความนําไฟฟ้าสูง **ความท้าทายและสถานะปัจจุบันของอุตสาหกรรม** **การใช้งานโลหะผสมทองแดงที่มีความแข็งแรงสูงและความนําไฟฟ้าสูง** โลหะผสมทองแดงที่มีความแข็งแรงสูงและความนําไฟฟ้าสูงนั้นผสมผสานความแข็งแรงสูงเข้ากับความนําไฟฟ้า/ความนําความร้อนที่ยอดเยี่ยม ซึ่งส่วนใหญ่ใช้ในอิเล็กทรอนิกส์ การบิน การบินอวกาศ ยานยนต์พลังงานใหม่ (NEV) ทางรถไฟความเร็วสูง การส่งกระแสไฟฟ้า และสาขาอื่น ๆ **ความท้าทายและสถานะปัจจุบันของอุตสาหกรรม** **จุดที่เจ็บปวด**: โลหะผสมทองแดงที่มีความแข็งแรงสูงและความนําไฟฟ้าสูงที่มีอยู่ในเชิงพาณิชย์จะประสบกับการลดลงอย่างมากของความแข็งแรง ความเหนียวในการแตกหัก และการเสียรูปร่างจากการคลานที่รุนแรงเมื่ออุณหภูมิในการใช้งานเพิ่มขึ้น ซึ่งไม่สามารถตอบสนองความต้องการในการใช้งานได้ **ความต้องการที่สำคัญ**: ความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วในอุปกรณ์ฟิวชันนิวเคลียร์ คริสตัลไลเซอร์หล่อต่อเนื่อง กรอบนําไฟฟ้า IC ตัวเชื่อมต่อ NEV สายสัมผัสทางรถไฟความเร็วสูง และซับพลายเออร์ห้องเผาไหม้จรวด ต้องการอย่างเร่งด่วนให้โลหะผสมเหล่านี้มีประสิทธิภาพที่สูงขึ้นในอุณหภูมิสูง ซึ่งเป็นความท้าทายที่เป็น "ข้อจํากัด" **A. ไม่มีวัสดุใดที่ตรงตามข้อกําหนดการออกแบบ** **ข้อกําหนดด้านประสิทธิภาพ**: ความแข็งแรงสูง ความนําความร้อนสูง ความยืดหยุ่นสูง ความเสถียรภาพทางความร้อน ความต้านทานต่อการฉายรังสีนิวตรอน และการเก็บรักษาไตรเทียมต่ำ **จุดที่เจ็บปวด**: อุณหภูมิในการใช้งานที่สูงขึ้นจะทําให้ความแข็งแรง ความเหนียวในการแตกหัก และการเสียรูปร่างจากการคลานลดลงอย่างรุนแรง ซึ่งไม่สามารถตอบสนองความต้องการในการออกแบบชิ้นส่วนได้ **B. ผลิตภัณฑ์ที่มีอยู่ต้องมีการอัพเกรด** **ความต้องการด้านการวิจัยและพัฒนา (R&D)**: การพัฒนาโลหะผสมทองแดงที่มีความแข็งแรงสูง ความนําความร้อนสูง ความเสถียรภาพสูง และความต้านทานต่อการคลานที่อุณหภูมิสูง **จุดที่เจ็บปวด**: กระแสไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นในตัวเชื่อมต่อ NEV ทําให้วัสดุร้อนขึ้นและอุณหภูมิในการใช้งานเพิ่มขึ้น ซึ่งนําไปสู่การเสื่อมสภาพของโลหะผสมและการเสียรูปร่างจากการคลาน ซึ่งไม่สามารถตอบสนองความต้องการในการใช้งานได้ **ความต้องการที่คาดการณ์ไว้**: ความต้องการโลหะผสมทองแดงสำหรับตัวเชื่อมต่อ NEV ในประเทศคาดว่าจะถึง **291,000 ตัน** ภายในปี 2568 โดยมีอัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปี (CAGR) 21.9% ตั้งแต่ปี 2564-2568 เพียงตัวเชื่อมต่อ NEV เท่านั้นก็จะต้องการโลหะผสมทองแดงถึง **247,000 ตัน** ภายในปี 2568 **ข้อกําหนด**: ความนําไฟฟ้าสูงและประสิทธิภาพในการต้านทานการเสื่อมสภาพเมื่ออุณหภูมิสูงเป็นสิ่งสําคัญในการรับประกันการทํางานที่เชื่อถือได้ ความปลอดภัย อายุการใช้งานที่ยาวนาน ประสิทธิภาพ และการลดต้นทุน **กระบวนการหลอมโลหะผสมทองแดงที่ทนความร้อนสูง มีความแข็งแรงสูง และมีความนําไฟฟ้าสูง** **ลูกค้าที่มีศักยภาพ**: ตัวกระจายความร้อนของเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชัน คริสตัลไลเซอร์หล่อต่อเนื่อง ซับพลายเออร์ห้องเผาไหม้จรวด ตัวเชื่อมต่อ NEV กรอบนําไฟฟ้า IC และอิเล็กโทรดเชื่อมต้านทาน **ความก้าวหน้าด้านการวิจัยและพัฒนา (R&D)**: โลหะผสมที่พัฒนาขึ้นนี้ตอบสนองความต้องการเร่งด่วนของวัสดุระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพสูงในเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชัน และมีการใช้งานที่กว้างขวางในอุตสาหกรรมต่าง ๆ เช่น คริสตัลไลเซอร์ ซับพลายเออร์จรวด และ NEV ซึ่งมีศักยภาพทางตลาดที่สําคัญ **เทคโนโลยีหลัก**: 1. การควบคุมการระเหย/การสูญเสียของธาตุอย่างแม่นยําผ่านพารามิเตอร์การหลอมในสุญญากาศที่ได้รับการปรับปรุง 2. การประมวลผลความร้อนและกลศาสตร์ที่ปรับแต่งตามองค์ประกอบเพื่อควบคุมโครงสร้างจุลภาค/ประสิทธิภาพ 3. การออกแบบแม่พิมพ์ "หลายช่องทาง" ที่เป็นนวัตกรรมเพื่อเพิ่มผลผลิต **ข้อได้เปรียบของการปรับปรุงองค์ประกอบ** **วัตถุประสงค์**: บรรลุความแข็งแรงสูง ความนําไฟฟ้า/ความนําความร้อนสูง และความเหนียวที่เพียงพอที่อุณหภูมิสูง **ความท้าทาย**: การสร้างความสมดุลระหว่างความแข็งแรงและความนําไฟฟ้า/ความนําความร้อน **วิธีแก้ปัญหา**: การออกแบบองค์ประกอบและการประมวลผลความร้อนและกลศาสตร์เพื่อขัดขวางการเคลื่อนที่ของการเคลื่อนที่ของอะตอมที่ไม่ตรงตามตําแหน่ง/ขอบเม็ดโลหะ เพื่อให้มั่นใจว่าโครงสร้างจุลภาคและประสิทธิภาพมีความเสถียรที่อุณหภูมิสูง **นวัตกรรม**: 1. **ธาตุผสมที่มีหลายหน้าที่**: ความสามารถในการละลายของธาตุที่อุณหภูมิสูงในทองแดง การตกตะกอนของเฟสที่มีจุดหลอมเหลวสูงที่อุณหภูมิต่ำ การลดพลังงานความผิดพลาดในการซ้อนทับ (ส่งเสริมการเกิดแฝด) 2. **การผสมผสานธาตุ**: การเพิ่ม V และ Ti ร่วมกันจะก่อตัวเป็นเฟส Laves ที่เสถียร เพิ่มประสิทธิภาพในการทํางานที่อุณหภูมิสูงในขณะที่ลดการสูญเสียความนําไฟฟ้า 3. **การเพิ่มออกไซด์ RE**: ปฏิสัมพันธ์หลายองค์ประกอบเสริมสร้างความแข็งแรง ความเหนียว และการทำความสะอาดของโลหะผสม 4. **การปรับปรุงเฟสที่สอง**: การตกตะกอนนาโนแบบทวิโมเดลก่อตัวเป็นโครงสร้างที่สอดคล้อง/กึ่งสอดคล้องกับเมทริกซ์ ขัดขวางการเคลื่อนที่ของอะตอมที่ไม่ตรงตามตําแหน่ง เฟส Laves ที่กระจายตัวอย่างสม่ําเสมอที่ขอบเม็ดโลหะขัดขวางการเคลื่อนที่ของเม็ดโลหะ 5. **ขอบเม็ดโลหะที่มีค่า Σ ต่ํา**: การแนะนําขอบเม็ดโลหะที่มีค่า Σ ต่ํา (ตารางตําแหน่งที่ตรงกัน) ช่วยปรับปรุงความสามารถในการกลึงและความเหนียว **การเพิ่มประสิทธิภาพความแข็งแรงและความนําความร้อนที่อุณหภูมิสูงได้รับการส่งเสริมร่วมกัน** **2.1 โลหะผสมทองแดงที่ทนความร้อนสูง มีความแข็งแรงสูง และมีความนําไฟฟ้าสูง – CuCrZrTiV** - **ประสิทธิภาพที่อุณหภูมิสูง**: อุณหภูมิในการใช้งานเกิน C18150 ถึง 100°C อายุการใช้งานที่ 450°C ยาวนานขึ้น 9 เท่า - **ความเปราะบางที่อุณหภูมิปานกลางได้รับการแก้ไขแล้ว** - **ความต้านทานต่อการฉายรังสีที่ยอดเยี่ยม**: หลังจากการฉายรังสีไอออนทองแดง 3 dpa พบเพียง tetrahedra ที่มีข้อผิดพลาด 5 นาโนเมตร และวงแหวนการเคลื่อนที่ของอะตอมที่ไม่ตรงตามตําแหน่ง 3.5 นาโนเมตร - **อัตราการคลานที่ 450°C/50 MPa: 2.89×10⁻¹⁰ s⁻¹; ความแข็งแรงในการดึงที่ 450°C: 371 MPa (ความยืดหยุ่น 14.6%); ความนําความร้อน >300 W/m·K; ความเสถียรภาพทางความร้อนที่เหนือกว่าเมื่อเทียบกับ IG-CuCrZr** โลหะผสมเพิ่มเติมที่กล่าวถึง: CuCrZrHf (ต้านทานการคลาน) และ CuHfSc (ความนําไฟฟ้าสูงมาก) **เทคโนโลยีหลักที่เชี่ยวชาญแล้ว** **ผลิตภัณฑ์หลัก**: โลหะผสมทองแดงที่ทนความร้อนสูง มีความแข็งแรงสูง และมีความนําไฟฟ้าสูง **การตรวจสอบความถูกต้อง**: การผลิตและการทดสอบชุด 50 กิโลกรัมเสร็จสมบูรณ์แล้ว นําไปใช้ใน ITER และคริสตัลไลเซอร์หล่อต่อเนื่อง **กระบวนการผลิตโลหะผงสำหรับโลหะผสมที่ทนความร้อนสูง** **3.1 โลหะผสม Cu-W ที่มีความแข็งแรงสูงมาก** - ความแข็งแรงในการดึงที่อุณหภูมิห้อง ≥795 MPa; ความแข็งแรงที่ 450°C ≥289 MPa; อุณหภูมิอ่อนตัว >1050°C (ใกล้จุดหลอมเหลวของทองแดง); ไม่มีการเสื่อมสภาพของความแข็งหลังจากการอบอ่อนที่ 700°C/400 ชม. **นวัตกรรม**: บรรลุความแข็งแรงสูงสุดที่รายงาน (795 MPa) พร้อมกับความเสถียรภาพทางความร้อนที่ยอดเยี่ยม **3.2 โลหะผสม Ta-Series ที่ทนความร้อนสูงมาก** - อุณหภูมิอ่อนตัวของ CuTaZrY เกิน 850°C (มาตรฐาน GlidCop-Al15) อย่างน้อย 200°C **กลไกความเสถียรภาพ**: การตกตะกอนนาโนแบบทวิโมเดลที่มีเปลือกและแกนหลักยึดขอบเม็ดโลหะและการเคลื่อนที่ของอะตอมที่ไม่ตรงตามตําแหน่ง **ข้อสรุป** 1. **โลหะผสม CuCrZrTiV**: ความแข็งแรงในการดึงที่ 450°C ถึง 395 MPa (เกิน IG-CuCrZr) พร้อมกับอุณหภูมิอ่อนตัวที่ 600°C (สูงกว่า IG-CuCrZr 200°C) และความเปราะบางที่อุณหภูมิปานกลางได้รับการแก้ไขแล้ว 2. **โลหะผสม CuCrZrHf**: สมดุลระหว่างความเสถียรภาพทางความร้อน ความนําไฟฟ้า และความต้านทานต่อการคลาน 3. **โลหะผสม CuHfSc**: ความแข็งแรงที่อุณหภูมิห้อง 623 MPa ความนําไฟฟ้า 95% IACS 4. **โลหะผสม Cu-W**: ความแข็งแรง 795 MPa (สูงสุดที่รายงาน) พร้อมกับความเหนียวและความนําไฟฟ้าที่เหนือกว่าโลหะผสมทองแดง PM ที่มีอยู่ 5. **โลหะผสม CuTaZrY**: อุณหภูมิอ่อนตัวที่รายงานสูงสุด (>1050°C) สูงกว่า GlidCop-Al15 ถึง 200°C พร้อมกับความแข็งแรงและความนําความร้อนสูง **ดูรายงานพิเศษการประชุมและงานแสดงสินค้าอุตสาหกรรมทองแดง CCIE-2025 SMM (ครั้งที่ 20)**

【การวิเคราะห์ SMM】การวิเคราะห์และแนวโน้มอุตสาหกรรมดีบุกกลั่นของจีนในเดือนเมษายน 2568