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2023年中国铜加工产业年度大会中国涉铜高校材料学院及研究院院长论坛专家报告集锦
2023-9-25 11:22:43
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中国有色金属加工工业协会
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9月13-15日,由中国有色金属加工工业协会、河南省科学院、郑州大学、上海期货交易所主办,郑州市郑东新区管理委员会(中原科技城)、河南省有色金属行业协会、河南省有色金属学会、河南省科学院材料研究所、河南省冶金研究所有限责任公司、中原关键金属实验室、金龙精密铜管集团股份有限公司、中铝洛阳铜加工有限公司承办的2023年中国铜加工产业年度大会暨河南省铜基新材料高质量发展论坛在河南省郑州市盛大开幕。共有500余家铜加工相关企业1200余人参加此次盛会。

本次大会由开幕式、河南省相关地市产业政策宣讲、铜加工重点/上市企业郑州行启动仪式、主题报告会、中国涉铜高校材料学院与研究院院长论坛、铜基新材料产需学研用发布对接及签约仪式、铜加工市场与资本论坛、铜板带箔产业发展论坛、铜管棒线及特种加工产业发展论坛等九部分组成。现将9月14日的中国涉铜高校材料学院与研究院院长论坛的专家报告加以整理,以飨读者。

在9月14日下午举办的2023年中国涉铜高校材料学院与研究院院长论坛上,8位专家围绕铜加工产业做了精彩报告。论坛由河南省科学院材料研究所执行所长张国赏,中南大学材料科学与工程学院院长李周主持。

西安理工大学副校长梁淑华作《铜基材料研究新进展》报告。主要介绍了高强高导铜基材料研究背景、原位自生铜基复合材料粉末、铜基复合材料空间构型设计、高强高导铜合金3D打印探索以及铜基复合材料数值模拟研究等研究内容。

 

西安理工大学副校长梁淑华作报告

中南大学材料科学与工程学院院长李周作《铜钛合金制备技术的几点思考》报告。超高强弹性铜合金具有优良导电、热和机械性能,是电子元器件中信号和传输和结构连接的关键材料。随着航空航天兵器船舶等行业的快速发展,尖端行业对超高强弹性铜合金提出更高要求,Cu-Ti系合金作为超高强弹性铜合金的代表,具有高弹性、抗疲劳、高的弹性极限、无磁性、无冲击火花、易电镀和钎焊、耐磨等性能以及优异的弯曲性能,广泛应用于用作传输电力信号的接插件、连接器、开关触片以及弹簧等导电弹性元件。随后介绍了微量元素对钛青铜的影响:铜钛合金中添加一定量的锡会在组织中形成新的第二项TiSn相,合金硬化效果明显,形成一种良好的高强度、中等导电率材料;铁的添加使铜-钛合金固溶处理后塑性增高,能显著阻止加热时的晶粒长大,抑制时效过程中的晶界反应,形成金属间化合物,提高合金耐磨性;镍与钛形成化合物Ni3Ti可获得显著沉淀硬化效果。介绍了铜钛合金熔炼的研究进展,采用真空熔炼,在合理的工艺参数范围内可有效抑制铜钛合金在熔炼过程中的氧化、碳化、夹杂、气孔等问题。最后介绍了形变热处理对铜钛合金性能的影响:时效分解过程中会发生调幅分解,采用形变加时效的方法可以综合调控材料性能。

 

中南大学材料科学与工程学院院长李周作报告

江西理工大学材料冶金化学学部部长兼稀土学院院长汪航代江西理工大学党委书记杨斌作《围绕产业链 建设学科链 打造创新链 服务铜产业高质量发展》报告。首先介绍了江西理工大学因“钨”而生,因“铜”而兴,因新材料而盛,因“稀土”而跨越的办学历史,目前江西理工大学形成了铜、稀土、钨、锂资源综合开发与利用四大特色和优势,其中铜产业方面更是具有铜领域采选冶加传统学科优势,国家铜冶炼及加工工程技术研究中心等重大研发平台优势,与江铜、铜陵有色、华为等产学研合作优势。最后详细介绍了学校在铜产业方面的代表性科研成果:复杂硫化铜矿低碱高效分选及综合利用技术、真空连铸技术、钨铜合金技术、铜铁合金技术、高性能绿色环保电子铜箔、高性能5G通讯用电子铜箔、铜丝生产智能化技术、高品质Cu-Sn合金微细丝、铜铬系合金、超高强铜镍锡合金、超高强高塑铜钛合金、氧化钇弥散强化铜合金、基于机器学习的铜铬合金成分/工艺/性能预测等。

 

江西理工大学材料冶金化学学部部长兼稀土学院院长汪航代江西理工大学党委书记杨斌作报告

中国有研科技集团有限公司有色金属材料制备加工国家重点实验室副主任解浩峰作《特殊环境服役铜基材料的设计与应用研究》报告。铜镍合金由于其耐海水腐蚀、高换热系数、优良的机械性能、耐海洋生物污损、耐泥沙冲蚀等性能优势被用作海洋工程中的热交换用管和输液管道管系用管,但海水管系用铜合金材料仍存在腐蚀现象,主要为生物污损、局部腐蚀、冲刷腐蚀、电偶腐蚀等。针对此现象,团队开展了白铜管材优化设计研究,并得出了添加必要的热处理工艺和于相对洁净的天然海水中自然成膜可提升管材耐冲刷腐蚀性能等结论;介绍了菌落环境服役铜合金,抑菌铜能够24小时全天候抑制致病细菌生长,在两小时内杀灭其表面超过99.9%的特定细菌,能最大限度减少接触面的“二次污染”,团队对此开展研究,得出了Cu含量相同时,Cu-Zn合金的抑菌效果显著优于Cu-Ni合金,抑菌作用主要靠Cu2O和ZnO等结论;介绍了耐高温导热铜合金,说明了CuCr合金的研究进展;介绍了耐低温冲击铜合金,分享了Cu-Ni-X合金的研究进展。

 

中国有研科技集团有限公司有色金属材料制备加工国家重点实验室副主任解浩峰作报告

中铝集团首席工程师牛立业作《中国铜业高端铜基材料发展思考》报告。2000年以来,我国铜基材料持续高速发展,产量规模由160万吨,到2021年增长到1922万吨,其中板带箔产量从2000年19万吨增长到2022年增长到240万吨;管棒产量从2000年24万吨增长到2022年增长到393万吨;线材产量从2000年21万吨增长到2022年增长到998万吨。近年来,我国在铜基材料研制及生产方面,虽然取得了长足的进步,但高端无氧铜、白铜、铜锡合金、高铜合金等板带箔铜基材料,还持续规模进口。随着多年的努力,我国板带箔铜基材料出口,从多年的3-4万吨/年提升到近10万吨,实现了历史性突破。国外方面,近十年来,世界铜基材料产量持续提升,但国外产量规模呈下降趋势,从2012年的1756吨,下降到2022年1516吨,德国、日本、美国、意大利、韩国等主要工业国家,铜基材料产量总合从2012年的738吨,到2022年717吨,基本持平。随后介绍了中铜铜基材料在电子信息领域、新能源领域、铜线领域、海洋工程领域均有所突破,获得了诸多科研成果。最后给出了高端铜基材料发展建议:一是补短板,打通瓶颈工序,在高端铜基材料进口替代取得突破;二是锻长板,对标世界一流,建设“智能工厂”,实现高质量发展。

 

中铝集团首席工程师牛立业作报告

郑州大学材料科学与工程学院副院长赵红亮作《基于成分设计及组织调控的高强高导铜合金开发》报告。当前,铜下游行业对铜及铜合金提出了高导热、高导电、耐腐蚀、良好塑性的使用要求,并且大多数情况下,要求铜合金同时满足高强与高导,因此团队开展了基于成分设计的铜合金开发研究工作,对Cu-Ni-Be和Cu-Ni-Be-Si合金进行了金相、硬度、电导率、TEM等测试,得出了Si的加入抑制了过时效NiBe相的粗化,延缓了强度与硬度的下降、Cu-Ni-Be-Si具有更宽广的性能调节窗口等结论;随后介绍了Cu-Ni-Si-Co合金主要以第二相析出强化为主。在基于双峰时效的铜合金开发中,介绍了Cu-Fe-Ti合金冷轧样品在时效过程中出现双峰时效现象,第一个峰的硬度高于第二个峰、冷轧时效样品的硬度和电导率明显优于直接时效样品等结论,最后介绍了预时效优化铜合金性能研究进展。

 

郑州大学材料科学与工程学院副院长赵红亮作报告

河南省先进导体材料重点实验室常务副主任周延军作《高性能耐蚀铜合金组织性能调控研究进展》报告。船舶及海洋工程用材要求铜合金具备高强、高延伸、高耐磨、高耐蚀,无磁防爆等使用性能,团队对此开展了Cu-Ni-Sn基合金熔铸工艺与Sn反偏析控制技术研究。基于微合金化设计,实验室制备出系列Cu-15Ni-8Sn合金铸锭,探明了Zn、Y、Nb、Si、Al、Co等微合金化元素对Sn元素分布和枝晶组织的影响规律;针对热变形加工技术研究,开展了Cu-15Ni-8Sn合金不同变形温度和应变速率下的热压缩模拟试验,获得了材料应力-应变关系,构建了本构方程和热加工图,优化出热变形安全加工区。在此基础上,探明了Cu-15Ni-8Sn合金热变形组织演变规律,为热加工工艺优化奠定基础;针对形变热处理工艺研究等工作开展了Cu-15Ni-8Sn合金热处理技术研究,探明了固溶温度对合金富锡γ相分布特征和基体晶粒大小的影响规律,优化出合适的固溶工艺参数。在此基础上,正在开展组合形变热处理工艺研究,进一步提升其综合性能。

 

河南省先进导体材料重点实验室常务副主任周延军作报告

合肥工业大学材料科学与工程学院博士马冰代合肥工业大学原副校长吴玉程作《弥散强化铜在聚变领域中的应用及研究进展》报告。在介绍了聚变能发展现状、弥散相前驱体对铜材的影响、Cu-Y2O3和Cu-Al2O3热稳定性等基础上,分享了最新的科研成果,并介绍科研成果如下:相比于添加Y2O3,或者纯Y金属,添加Cu6Y可以促进Y元素的溶解,Cu6Y颗粒在球磨过程中逐渐破碎、溶解到Cu基体中;添加Cu6Y的ODS-Cu原位形成了数密度为1.8×1021/m3平均颗粒尺寸为19±7nm的Y2O3颗粒,进而大幅提高弥散强化作用;相比于Al2O3颗粒44.1 kJ/mol的激活能,Y2O3颗粒58.9 kJ/mol的激活能更高,热稳定性更强;进一步提高Cu-Y2O3弥散相数密度,从而钉扎、抑制高温下晶粒长大可进一步改善Cu-Y2O3高温热稳定性。

 

合肥工业大学材料科学与工程学院博士马冰代合肥工业大学原副校长吴玉程作报告

 

河南省科学院材料研究所执行所长张国赏

 

论坛现场

(铜业部 袁帅)


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