本项目针对金属材料中高强度和高导电性无法兼得的难题,提出纳米微观结构宏观定向设计的新思路,即通过纳米量级的微观结构设计,将材料的性能在需要的方向上最大化。具体而言,使铜导线在导电方向上强度最高的同时、实现最好的导电性。本项目首创新型多维动态脉冲剧烈塑性变形退火技术,利用高频次多维度轴向锻打,结合低温退火工艺达到强度和导电性的同时提高的目的,并实现超高综合性能定向结构铜导线的低成本、规模化制备。此外,该结构铜导线还具备热稳定性高,耐磨损,表面粗糙度好等其它优点,综合服役性能达到国际先进水平。本项目制备的高强度/高导电/高热稳定性铜线的强度和导电性可达到400MPa和103%IACS,铜铬合金导线强度和导电性可达到600MPa和82%IACS;良品率接近100%,相较于传统机加工可节约材料30%。
新型多维动态脉冲剧烈塑性变形退火技术:本项目采用创新的多维动态脉冲塑性变形技术,运用高频次多维度轴向锻打和低温退火技术,实现了强度和导电性的提高并最大化综合性能。这为材料性能提升和定向结构铜导线低成本、规模化制备提供了新思路和手段。
纳米微观结构宏观定向设计:本项目通过纳米量级的微观结构设计,实现了材料性能在需要的方向上最大化,使铜导线在导电方向上强度最高同时实现最好的导电性,为材料界的研究带来了新的思路。
超高综合性能:本项目制备的高强度/高导电/高热稳定性铜线和铜铬合金导线具有极高的综合性能,铜线强度和导电性可达到400MPa和103%IACS,铜铬合金导线强度和导电性可达到600MPa和82%IACS。此外,该结构铜导线还具备热稳定性高,耐磨损,表面粗糙度好等其它优点,综合服役性能达到国际先进水平。
制备工艺环保、节能、低成本:本项目的制备工艺具有环保、节能、低成本等优点,经过多次工艺优化,制备出良品率接近100%的导线,相较于传统机加工可节约材料30%。
赵永好,南京理工大学二级教授,博导,纳米异构材料中心执行主任,国家杰出青年基金获得者,江苏省先进微纳米材料与技术高校重点实验室副主任,先进金属与金属间化合物材料技术工业和信息化部重点实验室副主任,江苏省高层次“创新创业”人才和教育部新世纪优秀人才,《美国名人录(Marquis Who’s Who in America)》67-65卷收录。长期从事块体纳米金属材料和高熵合金的力学性能、热稳定性和变形机理研究并取得突出成绩,在Nat. Mater.(1)、Adv. Mater.(8)、Nat. Commun.(1)、Phys. Rev. Lett.(2)、Nano. Lett.(1)、Acta Mater.(17)等国际学术期刊发表SCI论文230余篇,论文被引用18000余次,H index = 61,第一作者论文有2篇被SCI引用超过900次、15篇被SCI引用超过100次;获授权美国发明专利1项、中国发明专利38项。国际学术会议摘要110余篇,包括4次大会特邀报告和20余次邀请报告。
评价单位:“科创中国”新材料产业科技服务团(江西) (中国材料研究学会)
评价时间:2023-11-28
综合评价
该项目在兼顾铜线导电率的同时,提高了其强度,且能够减少铜的用量,如果能够实现产业化对我国双碳战略意义重大。但同时该项目要结合国内其他已有的技术路线进行评估,比如说现在是市面上已有石墨烯跟铜的复合,石墨烯超级铜,也能够提升铜的导电率,该项目需要进一步优化工艺方案的可行性。
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