[01169258]电子信息用超细丝材的连续定向凝固制备技术

随着电气工程、信息技术、电器设备、建筑和交通运输等领域的迅速发展，对于集成电路用铝及铝合金丝材、银包铜丝、铜包金丝、精密铜管以及电线电缆用铜及铜合金线材、高保真导线和电气化铁路接触网导线等铜基线材以及贵金属丝材的需求越来越大，对其导电、力学性能也提出了更高的要求。目前铝硅丝材、银包铜丝及电缆铜管的制备技术有待于进一步提高。铜基线材制备所采用的连铸连轧法、浸涂法和上铸法等方法虽然具有各自的优点，但这些方法制备的杆坯由于存在横向晶界，对线材的导电和拉拔伸线变形等性能产生明显影响。 为了开发具有较高综合性能的线材，该课题组提出了将连续定向凝固与后续大变形冷加工强化相结合，在材料制备过程中大力发展、促进组织异向性，制备具有连续纤维晶组织高性能线材的新方法。 连续定向凝固技术的基本原理如下：对铸型进行加热，使其温度高于被铸金属的凝固温度，并通过在铸型出口附近的强制冷却，或同时对铸型进行分区加热与控制，在凝固金属和未凝熔体中建立起沿特定方向（通常为铸坯方向）的温度梯度，从而使熔体形核后沿着与热流相反的方向，按要求的结晶取向进行凝固，获得定向结晶组织，甚至单晶组织。之后，通过对定向结晶组织方向的大变形冷加工，使其各向异性得到进一步加强，从而获得具有需要的组织与性能的材料。 该课题在国家 863、973 高技术计划的资助下，在该技术的研究与应用开发方面进行了深入系统的研究工作，创造了一系列具有自主知识产权的新工艺，拥有 1 项国家发明专利，研制的产品已成功地应用于通信电缆、电子信息等领域。研究成果经专家鉴定，整体技术具国际先进水平。 该项目的应用范围包括：1.集成电路键合丝材（铝硅丝、铜丝、金丝等） 2.高保真导线、电线电缆用线材及电气化铁路接触网导线（铜及铜合金线材） 3.精密铜管 ◆经济效益及市场分析 我国集成电路总产量为 80 亿块，每万块需用 25-30μm的丝 400 米，丝重 0.2 克/百米，丝用量 1600千克；半导体分立器件总产量为 350 亿只，规格为 25-50μm，每万只用 50 米，丝重 0.7 克/百米，丝用量 1300 千克；其中铝硅丝的用量市场规模达 1.5 亿元人民币。随着微电子行业向小型化、高密度化的发展，一半以上的普通键合丝将向高密低弧度铝硅键合丝发展，其发展潜力巨大，前景广阔。我国铝硅合金键合线还处于开发研制阶段，由于关键技术原因，仅有二、三家生产厂小批量投放市场，生产规模小，产品质量低且性能不稳定，每年生产总量也不到市场份额的 5%，因而大部分只能依靠进口满足生产的需要。 2000 年全世界铜线材消费量超过 1100 万吨。按其用途不同，可以分为电线电缆用线材、高保真导线和电气化铁路接触网导线等，其中的绝大部分（约 90%）用于电线电缆的生产。 精密铜管是中国铜加工材生产中发展最快的产品之一，主要用于电信行业的穿线套管，建筑业的铜水道管，电力、造船行业的冷凝管，汽车制造业的水箱散热管，空调、冰箱中的蒸发器和冷凝器用管等。 随着国民经济的快速发展，对上述领域所用的铝硅超细丝材、铜线以及精密铜管的需求不断增长，其发展前景十分广阔。