科创中国

高强高导铜合金因具有优良的物理和力学综合性能，被广泛应用于大规模集成电路引线框架，电气工程开关触桥，连铸机结晶器内衬，高脉冲磁场导体，大功率异步牵引电动机转子和电气化铁路接触导线等，近百年来研究者们对这类材料一直保持着极高的关注度。铍铜和铜镍锡合金是应用最为广泛的高性能铜合金之一。铍铜微丝是用于航空、导弹通讯信号传输的连接器麻花针、毛纽扣、线簧等零部件的“核心”材料，目前，高性能铍铜微丝材料完全依赖进口；铜镍锡(Cu-15Ni-8Sn)合金是一种高强高导铜合金，铜镍锡合金箔材是卫星、导弹与战斗机等战略战术武器系统弹性元件的理想原材料，同时是 5G 基站与智能手机中弹性元件的理想原材料。铜镍锡箔材不但具有与铍铜相当的优良的力学性能，还具有良好抗应力松弛性与无毒环保等优点，是替代铍铜箔材的理想材料。

然而，国内目前尚不能量产高性能铍铜、铜镍锡合金，高性能铜合金箔材目前由美国Materion、日本NGK、德国Wieland 独家供应。其中尤以美国Materion 公司采用“半连续铸造+多道次轧制变形”工艺成功制备了厚度规格为 0.05-0.1mm (介观尺寸)的铜镍锡箔材，并垄断全球市场。

本项目采用“连续喷带形性控制”集成技术，解决了铜合金箔材组织不均问题，缩短了制备流程，大大提高了铜合金制备技术水平和材料性能。利用该技术，本项目开发量产抗拉强度不低于1120MPa，相对导电率 IACS 不低于 15%，弹性模量不低于 120GPa，宽度 90-110mm，厚度 0.03-0.1mm 的高强高导铜镍锡箔材，并有望应用于微型通讯业、航空航天、战略武器等领域。

（1）通过合理的合金化设计，优化了铜合金的凝固温度区间，提高合金凝固的流动性和现有的Cu-15Ni-8Sn合金的强度与导电率。

（2）采用“连续喷带形性控制”集成技术，极大缩短了Cu-15Ni-8Sn箔材制备流程，克服了Cu-15Ni-8Sn箔材加工过程中的偏析与加工困难问题，实现了该材料的进口替代。 

（3）基于高性能铜合金所需的电磁冶金纯净化共性技术，生产线可针对不同用户的需求，同时共线生产铍铜、铜镍硅、铜钛等高性能铜合金棒丝材、箔带材，做到产品的多样化，最大限度满足不同用户的需求，进一步提高了产品的市场竞争力。 

（4）基于上述技术优势生产的高强高导电子铜合金棒线丝、带箔材产品已成功进入规模化推广阶段，取得了进口替代。

该成果的铜合金产品包括铍铜微丝、高强高导铜镍硅合金、易车削铍铜、铜铬、铜铬锆型材、弥散强化铜、铜镍锡箔材、真空镀膜靶材高纯金属材料及军工用部分高性能铜合金。其中铍铜微丝（0.03mm）是全球首创，国内唯一100%全流程国产化，用该线材做成的板式连接器可替代传统PCB（印刷电路板）的插头式连接器，是制约5G装备高集成化发展的核心部件。易车削铍铜产品结束了国内高品质高强高导易切削铍铜棒依赖进口的状况，是世界上仅有的可与美国Brush wellman公司和日本NGK公司相替代的同类产品；高强高导弥散强化铜是目前国内唯一可替代进口的产品，经中国工程院黄崇奇院士、中国铁路总公司动力电缆专家组等国家级专家考察认定可应用于时速大于350KM/h的高铁滑触线材料。导电已拓宽到航空航天、核能和信息微电子等高技术领域；易加工铍铜合金用于高端军工、航空航天、射频通讯基站等领域。这些产品打破国外垄断，填补国内在电子信息行业高性能铜材方面的空白，为大规模集成电路的集约化和电子信息产业链整体增值做出巨大贡献。

项目团队带头人韩坦，广东中发摩丹科技有限公司总经理，2020年获评南海区“蓝海人才”C类，2013年作为“航天航空器、导弹元件用高纯高铍铜带、铍箔、铍铝合金制造的合作研发”国际科技合作专项项目的项目负责人，主导开发项目并验收评价为优；发表SCI论文4篇，合金材料相关著作期刊2篇；申请专利23项，其中发明专利16项，实用新型专利7项。项目团队核心成员任忠鸣教授，在磁场影响合金凝固上发现了热电磁影响凝固的机理和磁致过冷等新现象；提出来磁场驱动金属熔体中夹杂物运动的新机理；成功独创了电磁连铸生产高性能无氧铜坯技术、开发了钢连铸中间包电磁净化技术、电磁场控制连铸结晶器内流动技术等，得到广泛实际应用和产业化，获得显著效益。发表学术论文近400篇，获得专利40余项，重要国际学术会议上发表大会报告或主题/特邀报告30余次，获得省部级科技一等奖励等3项。 团队核心成员朱戴博博士，任研发总监，负责本项目的研发执行，在铜合金研发行业具有多年研发和管理经验，与韩坦博士共同完成高铍铜棒线材、低铍铜棒线材、铜镍锡、铍铜丝等产业的研发及产业化，并荣获多个奖项。

该成果已在前期技术开发、生产线建设、产品推广、性能优化及客户定制化产品开发方面累计投入经费超过1亿元，其产品主要包括该成果为国内电子通讯、航空航天、高端制造提供关键支撑材料，其技术的共性拓展应用于多种高性能合金箔材材料，可涉及其他铜基及镍基、铍基、钛基等更广的应用领域以替代进口和适应电子元器件小型、微型化的发展趋势，预计市场空间100亿以上，通过本项目的实施，有效推动了国内电子通讯用关键战略替代材料产业的发展，产生较大的社会效益。

该成果拟在佛山建立生产线，需要资金支撑。