Chia sẻ kỹ thuật: Sản xuất và ứng dụng hợp kim đồng có độ bền cao, dẫn nhiệt và dẫn điện cao [[Hội nghị Đồng SMM]]

**Dịch sang tiếng Việt**: Vào ngày 24 tháng 4, trong **Hội nghị và Triển lãm Công nghiệp Đồng CCIE-2025 SMM (lần thứ 20) – Diễn đàn Phát triển Chất lượng Cao cho Vật liệu Mới Đồng**, do **Công ty Công nghệ và Thông tin SMM (SMM)**, **Trung tâm Giao dịch Kim loại SMM** và **Công ty Công nghệ Thông tin AIS Sơn Đông** đồng tổ chức, với **Tập đoàn Đồng Giang Tây** và **Công ty Cổ phần Cảng Ưng Đàn** là nhà tài trợ chính, **Công ty Luyện kim Hổ Môn Sơn Đông** là đồng tổ chức đặc biệt, và **Tập đoàn Tân Hoàng** và **Tập đoàn Kim loại màu Trung Thiên Sơn** là đồng tổ chức, **Giáo sư Chang Yongqin, giám sát viên tiến sĩ của Đại học Khoa học và Công nghệ Bắc Kinh**, đã chia sẻ những hiểu biết về sản xuất và ứng dụng các hợp kim đồng chịu nhiệt độ cao, có độ bền cao và độ dẫn điện cao. **Thách thức và tình hình hiện tại của ngành** **Ứng dụng hợp kim đồng có độ bền cao và độ dẫn điện cao** Hợp kim đồng có độ bền cao và độ dẫn điện cao kết hợp độ bền cao với độ dẫn điện/nhiệt tuyệt vời. Chúng chủ yếu được sử dụng trong các lĩnh vực như điện tử, hàng không, hàng không vũ trụ, xe điện mới (NEV), đường sắt cao tốc, truyền tải điện và các lĩnh vực khác. **Thách thức và tình hình hiện tại của ngành** **Điểm đau**: Các hợp kim đồng có độ bền cao và độ dẫn điện cao hiện có trên thị trường trải qua sự giảm sút đáng kể về độ bền, độ dẻo dai khi gãy và biến dạng nóng chảy ở nhiệt độ cao nghiêm trọng khi nhiệt độ hoạt động tăng lên, không đáp ứng được yêu cầu dịch vụ. **Nhu cầu cấp thiết**: Sự tiến bộ nhanh chóng của các thiết bị tổng hợp hạt nhân, các máy đúc liên tục, khung dẫn IC, đầu nối NEV, dây tiếp xúc đường sắt cao tốc và lớp lót buồng đốt tên lửa đòi hỏi khẩn cấp việc nâng cao hiệu suất ở nhiệt độ cao của các hợp kim này, tạo ra một thách thức "cổ chai". **A. Không có vật liệu nào đáp ứng yêu cầu thiết kế** **Yêu cầu về hiệu suất**: Độ bền cao, độ dẫn nhiệt, độ dãn dài, ổn định nhiệt, khả năng chống bức xạ neutron và khả năng giữ lại tritium thấp. **Điểm đau**: Nhiệt độ dịch vụ cao gây ra sự giảm sút mạnh mẽ về độ bền, độ dẻo dai khi gãy và biến dạng nóng chảy nghiêm trọng, không đáp ứng được nhu cầu thiết kế linh kiện. **B. Sản phẩm hiện có cần được nâng cấp** **Nhu cầu R&D**: Phát triển các hợp kim đồng có độ bền cao, độ dẫn nhiệt, ổn định và khả năng chống nóng chảy ở nhiệt độ cao. **Điểm đau**: Dòng điện tăng lên trong các đầu nối NEV làm tăng nhiệt độ vật liệu và nhiệt độ hoạt động, dẫn đến hiệu suất hợp kim suy giảm và biến dạng nóng chảy, không thể đáp ứng được nhu cầu dịch vụ. **Dự báo nhu cầu**: Nhu cầu hợp kim đồng cho đầu nối NEV trong nước dự kiến sẽ đạt **291.000 tấn** vào năm 2025, với tốc độ tăng trưởng hàng năm kép (CAGR) là 21,9% từ năm 2021-2025. Chỉ riêng đầu nối NEV sẽ cần **247.000 tấn** hợp kim đồng vào năm 2025. **Yêu cầu**: Độ dẫn điện cao và hiệu suất chống lão hóa ở nhiệt độ cao là rất quan trọng để đảm bảo hoạt động đáng tin cậy, an toàn, tuổi thọ kéo dài, hiệu quả và giảm chi phí. **Quy trình nấu chảy cho hợp kim đồng chịu nhiệt độ cao, có độ bền cao và độ dẫn điện cao** **Khách hàng tiềm năng**: Bộ tản nhiệt lò phản ứng tổng hợp, máy đúc liên tục, lớp lót buồng đốt tên lửa, đầu nối NEV, khung dẫn IC và điện cực hàn điện trở. **Đột phá R&D**: Hợp kim được phát triển đáp ứng nhu cầu cấp thiết về vật liệu tản nhiệt hiệu suất cao trong lò phản ứng tổng hợp và cung cấp các ứng dụng rộng rãi trong các ngành như máy đúc, lớp lót tên lửa và NEV, với tiềm năng thị trường đáng kể. **Công nghệ cốt lõi**: 1. Kiểm soát chính xác sự bay hơi/mất mát nguyên tố thông qua các thông số nấu chảy chân không tối ưu. 2. Xử lý nhiệt cơ học được điều chỉnh theo thành phần để kiểm soát cấu trúc vi mô/hiệu suất. 3. Thiết kế khuôn "đa riser" sáng tạo để cải thiện năng suất. **Ưu điểm tối ưu hóa thành phần** **Mục tiêu**: Đạt được độ bền cao, độ dẫn điện/nhiệt và độ dẻo dai đầy đủ ở nhiệt độ cao. **Thách thức**: Cân bằng độ bền và độ dẫn điện/nhiệt. **Giải pháp**: Thiết kế thành phần và xử lý nhiệt cơ học để ngăn chặn sự di chuyển của vị trí sai lệch/ranh giới hạt, đảm bảo cấu trúc vi mô và hiệu suất ổn định ở nhiệt độ cao. **Sáng tạo**: 1. **Các nguyên tố hợp kim đa chức năng**: Độ hòa tan rắn ở nhiệt độ cao trong đồng, kết tủa các pha có điểm nóng chảy cao ở nhiệt độ thấp, giảm năng lượng lỗi xếp chồng (thúc đẩy song sinh). 2. **Kết hợp nguyên tố**: Sự kết hợp của V và Ti tạo thành các pha Laves ổn định, tăng cường hiệu suất ở nhiệt độ cao trong khi giảm thiểu tổn thất độ dẫn điện. 3. **Bổ sung oxit RE**: Tương tác đa thành phần tăng cường, làm cứng và làm sạch hợp kim. 4. **Tinh chế pha thứ hai**: Các kết tủa nano hai pha hình thành các cấu trúc đồng nhất/bán đồng nhất với ma trận, chặn các vị trí sai lệch; các pha Laves phân bố đều tại ranh giới hạt ngăn chặn chuyển động hạt. 5. **Ranh giới hạt có Σ thấp**: Việc đưa vào các ranh giới hạt có Σ thấp (lưới vị trí trùng hợp) cải thiện khả năng gia công và độ dẻo dai. **Tăng cường hiệu quả đồng thời về độ bền ở nhiệt độ cao và độ dẫn nhiệt đã đạt được.** **2.1 Hợp kim đồng chịu nhiệt độ cao, có độ bền cao và độ dẫn điện cao – CuCrZrTiV** - **Hiệu suất ở nhiệt độ cao**: Nhiệt độ dịch vụ vượt C18150 100°C; tuổi thọ ở 450°C dài hơn 9 lần. - **Giải quyết được vấn đề giòn ở nhiệt độ trung bình**. - **Khả năng chống bức xạ tuyệt vời**: Sau bức xạ ion Cu 3 dpa, chỉ quan sát thấy các tứ diện có lỗi 5 nm và các vòng vị trí sai lệch 3,5 nm. - **Tốc độ nóng chảy ở 450°C/50 MPa: 2,89×10⁻¹⁰ s⁻¹; Độ bền kéo ở 450°C: 371 MPa (độ dãn dài 14,6%); Độ dẫn nhiệt >300 W/m·K; Ổn định nhiệt vượt trội so với IG-CuCrZr.** Các hợp kim khác được thảo luận: CuCrZrHf (chống nóng chảy) và CuHfSc (độ dẫn điện cực cao). **Công nghệ cốt lõi đã nắm vững** **Sản phẩm chính**: Hợp kim đồng chịu nhiệt độ cao, có độ bền cao và độ dẫn điện cao. **Xác nhận**: Sản xuất và thử nghiệm lô 50 kg đã hoàn thành; được triển khai trong ITER và máy đúc liên tục. **Quy trình luyện kim bột cho hợp kim chịu nhiệt độ cao** **3.1 Hợp kim Cu-W có độ bền cực cao** - Độ bền kéo ở nhiệt độ phòng ≥795 MPa; Độ bền ở 450°C ≥289 MPa; Nhiệt độ làm mềm >1050°C (gần điểm nóng chảy của đồng); Không có sự suy giảm độ cứng sau khi ủ ở 700°C/400 giờ. **Sáng tạo**: Đạt được độ bền cao kỷ lục (795 MPa) với ổn định nhiệt tuyệt vời. **3.2 Hợp kim Ta-Series có nhiệt độ cực cao** - Nhiệt độ làm mềm CuTaZrY vượt 850°C (so với mức cơ sở GlidCop-Al15) ≥200°C. **Cơ chế ổn định**: Các kết tủa nano vỏ-lõi hai pha chặn các ranh giới hạt và các vị trí sai lệch. **Kết luận** 1. **Hợp kim CuCrZrTiV**: Độ bền kéo ở 450°C đạt 395 MPa (vượt IG-CuCrZr), với nhiệt độ làm mềm 600°C (cao hơn 200°C so với IG-CuCrZr) và đã giải quyết được vấn đề giòn ở nhiệt độ trung bình. 2. **Hợp kim CuCrZrHf**: Cân bằng được ổn định nhiệt, độ dẫn điện và khả năng chống nóng chảy. 3. **Hợp kim CuHfSc**: Độ bền ở nhiệt độ phòng 623 MPa, độ dẫn điện 95% IACS. 4. **Hợp kim Cu-W**: Độ bền 795 MPa (cao nhất được báo cáo) với độ dẻo dai và độ dẫn điện vượt trội so với các hợp kim đồng PM hiện có. 5. **Hợp kim CuTaZrY**: Nhiệt độ làm mềm được báo cáo cao nhất (>1050°C), cao hơn 200°C so với GlidCop-Al15, với độ bền và độ dẫn nhiệt cao. **Xem Báo cáo Đặc biệt Hội nghị và Triển lãm Công nghiệp Đồng CCIE-2025 SMM (lần thứ 20)**

SMM

Chia sẻ kỹ thuật: Sản xuất và ứng dụng hợp kim đồng có độ bền cao, dẫn nhiệt và dẫn điện cao [[Hội nghị Đồng SMM]]

【Phân tích SMM】Phân tích và Triển vọng Xu hướng Ngành Thiếc Tinh luyện Trung Quốc Tháng 4 Năm 2025

Chi phí sản xuất dẫn đến khoản lỗ đáng kể; Sản lượng SiMn giảm so với tháng trước trong tháng 4 [Phân tích của SMM]