Site Loader

Содержание

Китай Battery Materials Производитель, Battery Machine, Lithium Battery Cathode&Anode Materials Поставщик

Lithium Battery Plant Equipments

Профиль Компании

{{ util.each(imageUrls, function(imageUrl){ }} {{ }) }} {{ if(imageUrls.length > 1){ }} {{ } }}
Тип Бизнеса: Торговая Компания
Диапазон Бизнеса: Электричество и Электроника
Основные Товары: Battery Materials , Battery Machine
Количество Работников: 17
Год Основания: 2017-03-28
Сертификация Системы Менеджмента:
ISO 9001, ISO 9000, ISO 14001, ISO 14000, ISO 20000, OHSAS/ OHSMS 18001, ANSI/ESD
Информация, отмеченная , проверяется SGS

Gelon (Int) LIB Group Ltd. была создана как производитель и экспортер в 2007, с литиевой батареей материалы, оборудование, технологии и т.д. сейчас мы Gelon новый аккумулятор материалов Co., Ltd. E-батареи литиевые батареи Co., Ltd., Linyi Dake торговой Co., Ltd., с общей производственные помещения около 100 000 квадратных метров и более чем 500 сотрудников. Владельцам группы опытных инженеров и персонала, мы можем предоставить вам не только надежные продукты и технологии, но и отличным обслуживанием и …

Медь или алюминий — что выгоднее

Только два металла — медь и алюминий нашли широкое применение в качестве проводников электрического тока. Их использование в этом качестве обусловливается комплексом физических свойств самих металлов и их ценой.

Физические основы протекания электрического тока в проводниках

Как известно из физики, электрический ток – это упорядоченное движение электрических зарядов в проводнике, под действием сил электрического поля. При перемещении электрических зарядов в проводнике они подвергаются противодействию, которое оценивают величиной электрического сопротивления и которое измеряется в омах (Ом).

Электрическое сопротивление для цилиндрических проводников определяется формулой r=ρ*l/s,  где r — электрическое сопротивление проводника, Ом, ρ — удельное электрическое сопротивление материала проводника, Ом*мм2/м, l — длина проводника, м, s — площадь поперечного сечения проводника, мм

2

Поэтому, в электротехнике, для изготовления проводов используются материалы с низким удельным сопротивлением (медь, алюминий, сталь).

Например: Удельное сопротивление меди — 0, 0175 ом*мм2/м, удельное сопротивление алюминия — 0, 0294 ом*мм2

Иногда вместо электрического сопротивления r употребляют обратную величину – проводимость g=1/r, а вместо удельного сопротивления — удельную проводимость γ=1/ρ. Электрическая проводимость измеряется в сименсах (См).

При перемещении электрических зарядов в проводнике, электрическое сопротивление вызывает нагревание проводника.

Это нагревание является вредным и, при эксплуатации проводника, должно быть ограничено, с учётом физических свойств проводника и класса изоляции.

Установившаяся температура проводника с током, зависит от плотности тока, которая определяется по формуле: δ=I/s, где δ  — плотность тока, а/мм2, I — величина тока, а s — площадь поперечного сечения проводника, мм

Что же выгоднее применять в качестве электрических проводов — медь или алюминий?

При сравнительном рассмотрении тенденций роста стоимости алюминия и меди в течение ХХ и начала ХХI веков, очевидно, что стоимость алюминия растёт медленнее, чем меди. Эта разница особенно видна в начале ХХI века. С 2006 года стоимость меди на Лондонской бирже металлов доходила до 8500 долл/тонну, в то время как алюминия — 2500 долл/тонну. Это связано с усовершенствованием и увеличением производства алюминия, при доступном и недорогом сырье для производства кабельной продукции, которое, в стоимости конечного продукта, составляет 25%.

Для меди — ситуация иная. Медные рудные запасы ухудшаются, содержание меди руде падает, новые месторождения бедны металлом и сложнее в его извлечении. Кроме того, эти месторождения географически более труднодоступны. Поэтому, затраты на сырьё в стоимости конечного продукта, составляют более 50 % и ещё растут.

Эти тенденции не изменяются, так же, как и сравнительная динамика цен, а изменения не предвидятся. Всё это говорит в пользу использования алюминия.

Научное открытие сверхпроводимости и её промышленное применение пока ещё недостижимы для мировой практики. В свете того, что электрическая проводимость алюминия ниже, чем у меди, сечение алюминиевого провода и, следовательно его объём, должны быть больше чем у медного, причём диаметр алюминиевого провода, для той же плотности тока, должен быть больше чем медного на 25 %.

Однако, увеличение объёма, а следовательно массы алюминиевого провода, нивелируется невысокой плотностью металла (2,7 т/м

3 — алюминий, 8,9 т/м3 — медь). Поэтому масса алюминиевого провода, для той же плотности тока, в три раза меньше чем медного.

 

Медь и алюминий в электротехнике

Без проводников — никуда

Медь (лат. Cuprum) — один из семи металлов, известных с глубокой древности. Значительные запасы медных руд находятся в США, Чили, России (Урал), Казахстане (Джезказган), Канаде, Замбии и Заире.

Медь входит в состав более 150 минералов, промышленное применение нашли 17 из них, в том числе: борнит (Cu5FeS4), халькопирит (медный колчедан — CuFeS2), халькозин (медный блеск — Cu2S), ковеллин (CuS), малахит (Cu2(OH)2[CO3]). Переработка сульфидных руд дает около 80% от всей добываемой меди.

В природе Встречается и самородная медь.

Чистая медь — ковкий и мягкий металл в изломе розоватого цвета, достаточно тяжелый, отличный проводник тепла и электричества, легко подвергается обработке давлением. Именно эти качества позволяют применять изделия из меди в электротехнике — в настоящее время более 70% всей производимой меди идет на выпуск электротехнических изделия. Для изделий с максимальной электропроводностью, используют так называемую «безкислородную» медь. В иных случаях годна и технически чистая медь, содержащая 0,02-0,04% кислорода.

Основные характеристики меди: удельный вес — 8,93 г/cм3, температура плавления — 1083°С, удельное электрическое сопротивление меди при 20°С 0,0167 Ом*мм2/м. Чистая медь обладает высокой электрической проводимостью (на втором месте после серебра). Именно это качество меди используют в промышленности для изготовления электротехнических шин из меди.

Медные шины изготавливаются по ГОСТ 434-78. Состояния в котором поставляются медные шины потребителю: не отожженная (маркировка — Т-твердое), отожженным (М-мягкое) и ТВ-твердые шины, изготовленные из бескислородной меди.

В деформированном состоянии прочность меди выше, чем у отожженного металла, а значения электропроводности понижены.

Сплавы, повышающие прочность и улучшающие другие свойства меди, получают введением в нее добавок, таких, как цинк, олово, кремний, свинец, алюминий, марганец, никель. На сплавы идет более 30% меди.

Латуни — сплавы меди с цинком (меди от 60 до 90% и цинка от 40 до 10%) — прочнее меди и менее подвержены окислению. При присадке к латуни кремния и свинца повышаются ее антифрикционные качества, при присадке олова, алюминия, марганца и никеля возрастает антикоррозийная стойкость. Листы, литые изделия используются в машиностроении, особенно в химическом, в оптике и приборостроении, в производстве сеток для целлюлознобумажной промышленности.

Бронзы. Раньше бронзами называли сплавы меди (80-94%) и олова (20-6%). В настоящее время производят безоловянные бронзы, именуемые по главному вслед за медью компоненту.

Алюминиевые бронзы содержат 5-11% алюминия, обладают высокими механическими свойствами в сочетании с антикоррозийной стойкостью.

Свинцовые бронзы, содержащие 25-33% свинца, используют главным образом для изготовления подшипников, работающих при высоких давлениях и больших скоростях скольжения.

Кремниевые бронзы, содержащие 4-5% кремния, применяют как дешевые заменители оловянных бронз.

Бериллиевые бронзы, содержащие 1,8-2,3% бериллия, отличаются твердостью после закалки и высокой упругостью. Их применяют для изготовления пружин и пружинящих изделий.

Кадмиевые бронзы — сплавы меди с небольшим количества кадмия (до1%) — используют при производстве троллейных проводов, для изготовления арматуры водопроводных и газовых линий и в машиностроении.

Припои — сплавы цветных металлов, применяемые при пайке для получения монолитного паяного шва. Среди твердых припоев известен медносеребряный сплав (44,5-45,5% Ag; 29-31% Cu; остальное — цинк).

В России медные шины изготавливают нескольких заводов: Каменск-Уральский ОЦМ, Кольчугинский ОЦМ, Кировский ОЦМ.

Мировое производство меди в 2007 году выросло на 2,5% по сравнению с 2006 г. и составило 17,76 млн. тонн. Потребление меди в 2007 году выросло на 4%, при этом медное потребление Китая взлетело на 25% за год, в то время как медное потребление в США резко упало на 20%.

Алюминий и его сплавы

Алюминий и ряд сплавов на его основе находят применение в электротехнике, благодаря хорошей электропроводности, коррозионной стойкости, небольшому удельному весу, и, что немаловажно, меньшей стоимостью, по сравнению с медью и ее проводниковыми сплавами.

В зависимости от величины удельного электросопротивления, алюминиевые сплавы подразделяют на проводниковые и сплавы с повышенным электрическим сопротивлением.

Удельная электрическая проводимость электротехнического алюминия марок А7Е и А5Е составляет порядка 60% от проводимости отожженной меди по международному стандарту. Технический алюминий АД0 и электротехнический А5Е используют для изготовления проводов, кабелей и шин. Применение в электротехнической промышленности получили низколегированные сплавы алюминия системы Al-Mg-Si АД31, АД31Е.

В земной коре содержится 8,8% алюминия. Это третий по распространенности в природе элемент после кислорода и кремния и первый — среди металлов. Он входит в состав глин, полевых шпатов, слюд. Известно несколько сотен минералов Al (алюмосиликаты, бокситы, алуниты и другие). Важнейший минерал алюминия — боксит содержит 28-60% глинозема — оксида алюминия Al2O3.

В чистом виде алюминий впервые был получен датским физиком Х. Эрстедом в 1825 году, хотя и является самым распространенным металлом в природе.

Производство алюминия осуществляется электролизом глинозема Al2O3 в расплаве криолита NaAlF4 при температуре 950°C.

Основные характеристики алюминия: плотность — 2,7×103 кг/м3, удельная теплоемкость алюминия при 20°C — 0,21 кал/град, температура плавления — 658,7°C, температура кипения алюминия — 2000°C, коэффициент линейного расширения алюминия (при температуре около 20°C) : — 22,9 × 106(1/град)

Сплавы алюминия, повышающие его прочность и улучшающие другие свойства, получают введением в него легирующих добавок, таких, как медь, кремний, магний, цинк, марганец.

Дуралюмин (дюраль, дюралюминий, от названия немецкого города, где было начато промышленное производство сплава) — плав алюминия (основа) с медью (Cu: 2,2-5,2%), магнием (Mg: 0,2-2,7%) марганцем(Mn: 0,2-1%). Подвергается закалке и старению, часто плакируется алюминием. Является конструкционным материалом дла авиационного и транспортного машиностроения.

Силумин — легкие литейные сплавы алюминия (основа) с кремнием (Si: 4-13%), иногда до 23% и некоторыми другими элементами: Cu, Mn, Mg, Zn, Ti, Be). Из него изготавливают детали сложной конфигурации, главным образом в авто- и авиастроении.

Магналии — сплавы алюминия (основа) с магнием (Mg: 1-13%) и другими элементами, обладающие высокой коррозийной стойкостью, хорошей свариаемостью, высокой пластичностью. Из них изготавливают фасонные отливки (литейные магналии), листы, проволоку, заклепки и т. д. (деформируемые магналии).

По широте применения сплавы алюминия занимают второе место после стали и чугуна.

Несколько интересных фактов про алюминий:

  • в теле взрослого человека присутствует до 140 мг алюминия,

  • 1 кг алюминия в автомобиле экономит более 10 л бензина на каждые 200 тысяч километров,

  • алюминий содержится даже в яблоках — до 150 мг/кг,

  • каждый 20-й из атомов, слагающих верхнюю оболочку нашей планеты — это атом алюминия,

  • суточная потребность взрослого человека в алюминии оценивается в 2,45 мг.

При более низкой удельной проводимости (около 56% от отожженной меди), алюминиевые проводниковые сплавы имеют то же назначение, что и электротехнический алюминий. Такие сплавы используют для обеспечения требований высокой прочности, ползучести и др. специальных требований. Алюминиевые шины изготавливают по ГОСТ 15176-89 из сплавов АД31 и АД31Т, реже АД0.

Мировое потребление первичного алюминия в 2007 г. составило 37,52 млн. тонн, что на 3,184 млн. тонн (или на 9,3%) больше, чем в 2006 г. Мировое производство первичного алюминия выросло в 2007 г. на 4,024 млн. тонн по сравнению с 2006 г. и достигло 38,02 млн. тонн.

Производители медной продукции

Крупнейший производитель меди на российском рынке — ГМК «Норильский никель»

Второй по величине производитель меди в нашей стране — холдинг УГМК.

Третий крупный игрок российского рынка — «Русская медная компания». В состав ЗАО «Русская медная компания» входят 11 предприятий, действующих в четырех областях России, а также на территории Казахстана

На рынке присутствуют медные шины нескольких заводов: Каменск-Уральского ОЦМ, Кольчугинского ОЦМ, Артемовского ОЦМ, Кировского ОЦМ. Кировский и Кольчугинский ОЦМ входят в состав ОАО «УГМК».

Технологии и цены

Так, как технология изготовления медных шин известна, и на всех заводах практически одинакова, для потребителя на первый план выступает соотношение цена/качество. Отечественные предприятия — лидеры отрасли в настоящее время выпускают качественную продукцию и соревнуются между собой, в основном, по цене. Но, говоря о качестве медных шин, стоит отметить, что примеси даже в очень незначительных количествах существенно снижают электропроводность меди. Поэтому браку здесь не место.

В то же время зарубежными и отечественными предприятиями предлагаются новаторские решения, позволяющие выпускать продукцию с четко заданными параметрами качества. Более того, в особо ответственных моментах изготовление медных шин происходит по собственным, иногда оригинальным, решениям.

Например, ОАО «КУЗОЦМ» выпускает коллекторные полосы из сплава меди с серебром. Такой сплав превосходит медь по эксплуатационным характеристикам, а в отличие от сплава меди с кадмием является экологически чистым. Завод производит и целый ряд электротехнических профилей ответственного назначения. В частности это — медные прямоугольные электротехнические профили, такие, как полутвердые шины, твердые шины с повышенной чистотой поверхности: шины с полным закруглением малых сторон сечения различной твердости и др.

Шины полутвердые выпускаются для удовлетворения требований ВS1432 британских стандартов по качеству поверхности и получения механических свойств, отвечающих полутвердому состоянию. Шины изготавливаются из прессованной заготовки за два прохода волочения с промежуточным отжигом, а чистовое волочение проводится с пониженной степенью деформации по сравнению с традиционной схемой изготовления твердых шин.

Шины с повышенной чистотой поверхности, предназначенные для последующего электролитического покрытия их серебром, обеспечивающего наибольшую электропроводность в месте контакта, и это диктует особые требования к шероховатости их поверхности (Rz≤0,63 мкм по ГОСТ 2789-73). Требуемый заказчиком показатель шероховатости достигнут на КУЗОЦМ целым рядом технологических приемов — применением повышенных суммарных обжатий при волочении, дополнительной подготовкой поверхности протяжки перед чистовым волочением, соответствующей обработкой канала специальной формы составных и монолитных волок. Указанный выше гарантированный уровень шероховатости (Rz≤0,63 мкм) позволяет обеспечить нанесение покрытий заданной, однородной по поверхности шины толщины. Тем самым удается создать контактные поверхности, обладающие малым переходным сопротивлением и высокой электропроводностью.

Шины с полным закруглением малых сторон сечения, то есть с радиусом закругления, равным половине толщины шины обладают определенными преимуществами по сравнению с традиционными: повышается износостойкость изоляционного покрытия вследствие отсутствия его изгибов в углах профиля, достигается существенная экономия меди, улучшаются показатели распределения токовой нагрузки по сечению шины.

Через несколько месяцев отношения российских производителей электротехнической продукции и их зарубежных конкурентов должны перейти в новую стадию. Это связано со вступлением в ВТО. С одной стороны, вступление в ВТО открывает перед российскими производителями внешний рынокС другой стороны, вступление в ВТО означает обязательное снижение ввозных экспортных пошлин, которые должны уменьшиться за 3-4 года чуть ли не в полтора раза. И главная конкуренция будет в качестве продукции.

Н. Александров.

(PDF) Сверхвысокая прочность и высокая электропроводность в меди

магнитные поля и моменты в правой

системе координат. Это не означает нарушение четности. Микромагнитное моделирование движения ядра в течение первых 3

нс показано на рис. 2 (Б и В) (13).

Во время импульса внешнего поля ядро ​​

движется либо параллельно, либо антипараллельно полю

в зависимости от направленности вихря.

После этого траектория становится параллельной или

антипараллельной магнитостатическому полю и

ядро ​​начинает свое гиротропное движение, в

соответствии с экспериментом.

Первую оценку поля H, которое составляет

движущего вихревое движение, можно сделать с помощью

вихревой восприимчивости ␹, которая связывает

плотность намагниченности в плоскости m

d

H для

3 поля

3 a заданное перемещение сердечника d,

по ␹H⫽m

d

⫽d/l䡠M

с

.Плотность намагниченности является линейной функцией смещения

d, где M

s

— намагниченность насыщения

. Мы рассмотрели квадратный

вихрь длиной l⫽1␮м, для которого восприимчи- вость

вихря определена моделированием как ⬃4⫻10

5

генри на метр3 в

согласие с экспериментами (14). Для

наблюдаемого смещения вихря d⫽50 нм результирующее среднее внутреннее поле

составляет H⫽3 мТл.

Предполагая, что это поле питает гиро-

тропное движение центра вихря, скорость

V ядра можно оценить с помощью V⬇

2␥bH/␲. Эта формула отражает, что прецессия спинов ядра на

на ␲/2 соответствует

перемещению ядра на его диаметр b. ␥

— гиромагнитное отношение. Поэтому, используя

b⫽10 нм (15), мы ожидали скорость вихря

⬃4 м/с. Однако экспериментально определенная скорость

остановленного вихря после импульса поля

была близка к 100 м/с (рис.3). Отсюда следует

вывод о том, что внутреннее поле вблизи ядра

должно быть значительно выше среднего поля

, оцениваемого по статической восприимчивости. Инвертируя V⬇2␥bH/␲, мы преобразовали

измеренную скорость вихря в экс-

экспериментально определенное локальное поле в ядре

(рис. 3, правая ось). Величина этого поля

, ⬃80 мТл, находится в хорошем количественном

соответствии с результатом микромагнитного моделирования (рис. 3, вставка) (13). Профиль поля

показывает значительно увеличенное значение в ядре, которое быстро уменьшается с увеличением расстояния. Это усиленное поле ядра является следствием

деформации магнитной структуры

ядра вихря при его гиротропном движении. Таким образом, и направление, и скорость

наносекундной динамики намагниченности

вихря определяются своеобразной структурой нанометрового ядра.

Точное измерение положения и

скорости центра

вихря, таким образом, обеспечивает информацию о местных магнитных полях и

результирующих крутящих моментах в магнитной структуре на

нанометровом масштабе. Изучение пикосекундной

динамики намагниченности в этом масштабе

даст фундаментальное представление о свойствах мезоскопических магнитных структур,

которые являются фундаментальными строительными блоками

магнитоэлектронных устройств.

Ссылки и примечания

1. T. Shinjo, T. Okuno, R. Hassdorf, K. Shigeto, T. Ono,

Science 289, 930 (2000).

2. A. Wachowiak et al., Science 298, 577 (2002).

3. B.E. Argyle, E. Terrenzio, J.C. Slonczewski, Phys. Рев.

Письмо. 53, 190 (1984).

4. A.R. Volkel, G.M. Wysin, F.G. Mertens, A.R. Bishop,

H.J. Schnitzer, Phys. Ред. В 50, 12711 (1994).

5. К.Ю. Гуслиенко и др., J. Appl. физ.91, 8037 (2002).

6. J.P. Park, P. Eames, D.M. Engebretson, J. Berezovsky,

P.A. Crowell, Phys. Ред. В 67, 020403 (2003 г.).

7. Y. Acremann et al., Science 290, 492 (2000).

8. тел. Gerrits, H. A. M. van den Berg, J. Hohlfeld, K. Ba¨r,

Th. Расинг, Природа 418, 509 (2002).

9. J. Stohr et al., Science 259, 658 (1993).

10. A. Scholl и др., Science 287, 1014 (2000).

11. Материалы и методы доступны в качестве вспомогательного материала

на сайте Science Online.

12. Накладывается гиротропное движение в магнитостатическом поле

смещенного вихря, объясняющее угол

начального ускорения к внешнему полю.

13. Моделирование проводили на квадратах толщиной 20 нм, 1 х 1

мк

2

, разделенных на квадратные ячейки размером 3,3 нм. Мы использовали намагниченность насыщения 1,88 Тл, переменную жесткость экс-

3,0 х 10

х 11

Дж/м, отсутствие кристаллической

анизотропии и константу затухания 0.02.

14. M. Natali et al., Phys. Преподобный Летт. 88, 157203 (2002).

15. b⫽2

2A/␮0M2

Приблизительно диаметр сердечника

с обменной жесткостью A(2).

16. Мы благодарим Национальный центр электронной микро-

копия LBNL и Microlab в Университете

Калифорния-Беркли за предоставление нам доступа к их

средствам литографии и HC Siegmann за многочисленные

ценные обсуждения. .При поддержке Управления основных

энергетических наук Министерства энергетики США

(ALS и SSRL), Лабораторной направленной исследовательской программы

LBNL и

Национального научного фонда в рамках гранта № .

DMR-0203835 (JS).

Дополнительные онлайн-материалы

www.sciencemag.org/cgi/content/full/304/5669/420/

DC1

Материалы и методы

Рис. S1 и S2

Фильм S1

23 декабря 2003 г .; принято 5 марта 2004 г.

Сверхвысокая прочность и высокая

Электропроводность меди

Лей Лу, Юнфэн Шэнь, Сяньхуа Чен, Лихуа Цянь, К.Lu*

Методы, используемые для упрочнения металлов, как правило, также вызывают заметное снижение

электропроводности, так что необходимо найти компромисс между проводимостью

и механической прочностью. Мы синтезировали образцы чистой меди с высокой плотностью

наноразмерных двойников роста. Они показали предел прочности при растяжении примерно в 10

раз выше, чем у обычной крупнозернистой меди, при сохранении

электропроводности, сравнимой с проводимостью чистой меди.Сверхвысокая

прочность обусловлена ​​эффективным блокированием движения дислокаций многочисленными когерентными двойниковыми границами, обладающими чрезвычайно низким

электрическим сопротивлением, чего нет у других типов границ зерен.

Для проводящих материалов во многих областях применения часто одновременно требуются высокая электропроводность и высокая

механическая прочность. Однако чистые металлы с высокой

проводимостью, такие как Ag, Cu и Al,

очень мягкие.Упрочнение металлов различными способами, включая легирование в твердом растворе, холодную обработку и измельчение зерна,

, приводит к выраженному снижению электропроводности. Например, легирование чистой меди может повысить прочность в два-три раза, но электропроводность медных сплавов составляет всего 10—40 % от чистой меди (1).

Прочность твердого тела определяется

сопротивлением твердого тела пластической деформации,

и зависит от химического

состава и микроструктуры твердого тела.Пластическая де-

образование обычных поликристаллических

металлов в основном осуществляется дислокациями решетки внутри отдельных зерен. Для ограничения движения дислокаций было разработано несколько методологий упрочнения

. Например,

, рафинирование зерен приводит к образованию дополнительных

границ зерен (GB), которые являются барьерами для

Шэньянской национальной лаборатории материаловедения

(SYNL), Института исследований металлов Китайской академии наук

Наук, Шэньян 110016, П.Р. Китай.

*Кому следует направлять корреспонденцию. E-

mail: [email protected]

Рис. 3. Скорость вихря по отношению к задержке

времени после импульса поля (черные точки). Скорость

была рассчитана по усредненным по времени

положениям ядра схемы I. Сплошная линия представляет собой соответствие

с экспоненциальной функцией, показывающей снижение скорости

, которое является результатом демпфирования. На вставке

показан смоделированный профиль внутреннего поля

вдоль разреза ядра

вихря, параллельного направлению движения.

ОТЧЕТЫ

16 АПРЕЛЯ 2004 ТОМ 304 НАУКА www.sciencemag.org422

Улучшение электропроводности композитов медь/графен за счет уменьшения межфазных примесей с помощью искрового плазменного спекания диффузионного соединения

Том 15, ноябрь – декабрь 2021 г. , стр. 3 3015https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2021.09.100Получить права и содержание

Abstract

Изготовлены композиты медь/графен (Cu/Gr) из фольг Gr/Cu/Gr толщиной 25 мкм с использованием диффузионной сварки искровым плазменным спеканием (SPS) и диффузионной сварки горячим прессованием (HP) в атмосфере аргона при 900 °C в течение 20 мин под давлением 50 МПа.Электропроводность полученных композитов Cu/Gr была измерена методом Ван-дер-Пау, микроструктура охарактеризована с помощью рамановской спектроскопии, сканирующего электронного микроскопа и просвечивающего электронного микроскопа, а соответствующий механизм был проанализирован с использованием расчетов из первых принципов. Результат показывает, что процесс SPS уменьшает межфазные примеси композитов Cu/Gr, обеспечивая гораздо более высокую электропроводность (108,6% IACS), чем у полученного с использованием HP (98.8% МАКО). Этот вывод коррелирует с уменьшенными примесями кислорода (O) на границе раздела Gr/Gr, что связано с эффектом высокотемпературного плазменного распыления SPS. В приготовленных композитах Cu/Gr свободная от примесей граница раздела Gr/Gr имеет идеальное расстояние ~3,3 Å, при котором углерод (C) на границе раздела не связывается. Несмотря на то, что образованная ковалентная связь C-C в одном и том же слое Gr связывает некоторые электроны, остальные электроны орбитали p на каждом атоме C являются свободными электронами, что приводит к превосходной электропроводности.Напротив, поглощение примесей O на границе раздела Gr / Gr увеличивает расстояние между слоями Gr до ~ 3,8 Å и создает ковалентную связь C–O–C на границе раздела из-за орбитальной гибридизации p . Это снижает концентрацию свободных электронов и соответствующую электропроводность.

Ключевые слова

Композиты медь/графен

Электропроводность

Искровое плазменное спекание (ИПС)

Самоочищение интерфейса

Основные расчеты

Рекомендованные статьиОпубликовано Elsevier B.V.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Каковы характеристики электропроводности медных изделий?

Электропроводность металла во многих случаях важнее, чем механические и тепловые свойства. Проводящие, резистивные, термоэлектрические, полупроводниковые, сверхпроводящие и изоляционные материалы основаны на свойстве электропроводности. Например, гладкий провод для больших расстояний должен иметь высокую электропроводность, чтобы уменьшить потери мощности из-за нагрева проводов.

Удельное сопротивление и электропроводность

Удельное сопротивление — это физическая величина, используемая для обозначения характеристик электрического сопротивления различных материалов. Отношение произведения сопротивления оригинала, изготовленного из вещества (20 °С при нормальной температуре) на площадь поперечного сечения, называется удельным сопротивлением вещества. Удельное сопротивление не зависит от длины и площади поперечного сечения проводника. Это электрическое свойство самого материала проводника.Оно определяется материалом проводника и связано с внешними факторами, такими как температура, давление и магнитное поле. Единицей удельного сопротивления в Международной системе единиц является Ом·м.

Вещества с меньшим удельным сопротивлением называются проводниками, а обычными проводниками в основном являются металлы. Напротив, другие непроводящие материалы, такие как стекло, резина и т. д., имеют более высокое удельное сопротивление и обычно называются изоляторами.

Удельное сопротивление металла (комнатная температура 25°)
Металл Удельное сопротивление (Ом·м)
Серебро 1.6*10 -8
Медь 1,7*10 -8
Алюминий 2,8*10 -8
Сталь 10*10 -8

Электропроводность металлов

Лучшими проводящими свойствами в нормальных условиях обладают серебро, медь и алюминий. Эти три материала являются наиболее часто используемыми и часто используются в качестве проводов.Серебро дорого, поэтому наиболее широко используется медь, и почти все используемые провода сделаны из меди (за исключением точных инструментов и особых случаев).

Алюминиевая проволока исключена из-за химической нестабильности и окисления. Поскольку алюминий имеет небольшую плотность, широко доступен и дешевле меди, он широко используется в воздушных линиях электропередач, передающих электроэнергию в энергосистемах. Чтобы устранить дефекты недостаточной жесткости алюминия, обычно используется алюминиевая многопроволочная проволока со стальным сердечником, то есть стальная проволока оборачивается внутри алюминиевой многопроволочной проволоки для повышения прочности.Серебро имеет наилучшую проводимость, но его редко используют из-за его высокой стоимости. Он используется только в приложениях с высоким спросом, таких как точные инструменты, высокочастотные генераторы и аэрокосмическая промышленность.

В некоторых случаях контакты на приборе также полезны в золоте, потому что химическая природа золота стабильна, а не из-за его низкого удельного сопротивления.

Свойство проводимости меди

Как известно, существует множество обозначений меди, которые обозначают различный набор химического состава меди.Возьмем, например, C11000 и C12200. Химический состав раскисленной фосфором меди C12200 состоит в основном из меди + серебра, олова, свинца и т. д. Преимуществами являются пластичность, коррозионная стойкость, теплопроводность и свариваемость лучше, чем у меди C11000, но проводимость ниже. уменьшилось.

  • Проводимость меди C12200 составляет 79% IACS
  • Проводимость меди
  • C11000 составляет 97% IACS
  • .

Winland поставляет трубы из отожженной меди C11000 с высокой электропроводностью.Вы можете написать нам по электронной почте, чтобы запросить бесплатное предложение.

 

 

 

Высокая прочность и электропроводность медных сплавов UFG

[1] Ю. Чемпион и Ю. Бреше, Adv. англ. Матер. 12 (2010) 798-802.

[2] ГРАММ.Гош, Дж. Мияке, М.Э. Файн, JOM 49 (1997) 56.

[3] Л. Лу, Ю. Чен, Л. Цян К. Лу Наука 304 (2004) 422.

[4] Н.К. Гальдер и К. Н. Вагнер, Acta Crystallographica 20, (1966) 91.

[5] Р.З. Валиев, Р.К. Исламгалиев, И.В. Александров: прог.Матер. науч. Том. 45 (2000), стр. 103.

[6] Р.К. Исламгалиев, К. Пекала, М. Пекала, Р.З. Валиев: Физ. Стат. Сол. (а) Том. 162 (1997), с.559.

Влияние легирующих элементов на свойства медных сплавов

Небольшие количества легирующих элементов часто добавляют к металлам для улучшения определенных характеристик металла. Легирование может повысить или понизить прочность, твердость, электрическую и теплопроводность, коррозионную стойкость или изменить цвет металла. Добавление вещества для улучшения одного свойства может оказать непреднамеренное воздействие на другие свойства.На этой странице описывается влияние различных легирующих элементов на медь и медные сплавы, такие как как латунь и бронза.

  • Прочность
    Упрочнение меди на твердый раствор является обычной процедурой. Небольшой количество легирующего элемента, добавленного в расплавленную медь, полностью растворится и образует однородную микроструктура (одна фаза). В какой-то момент дополнительное количество легирующего элемента не будет раствориться; точное количество зависит от твердой растворимости конкретного элемента в меди. Когда этот предел растворимости в твердом состоянии превышен, образуются две различные микроструктуры с различным составом. и твердости. Нелегированная медь относительно мягкая по сравнению с обычными конструкционными металлами. Ан сплав с добавлением олова к меди известен как бронза ; полученный сплав прочнее и тверже, чем любой из чистых металлов. То же самое верно, когда цинк добавляется к меди для образования сплавов, известных как латунь . Следует отметить, что ни «латунь», ни «бронза» не являются конкретными техническими терминами. Олово более эффективно упрочняет медь, чем цинк, но оно также дороже и оказывает большее вредное воздействие. влияние на электрическую и теплопроводность, чем цинк. Алюминий (формирование сплавов, известных как алюминиевые бронзы), Марганец, никель и кремний также могут быть добавлены для укрепления меди.

    Другим методом упрочнения меди является дисперсионное твердение. Процесс включает закалку пересыщенный твердый раствор от повышенной температуры, затем повторный нагрев до более низкой температуры (старение) чтобы избыток растворенного вещества выпадал в осадок и образовывал вторую фазу.Этот процесс часто используется для медные сплавы, содержащие бериллий, хром, никель или цирконий. Предложения по дисперсионному твердению явные преимущества. Изготовление относительно легко с использованием мягкой формы отожженного на твердый раствор. закаленный металл. Последующий процесс старения изготовленной детали может быть выполнен с использованием относительно недорогие и несложные печи. Часто термообработку можно проводить на воздухе при умеренной температуре. температуры печи и с небольшим контролируемым охлаждением или без него.Множество комбинаций пластичности, ударопрочность, твердость, проводимость и прочность можно получить, варьируя термообработку. время и температура.

  • Электрическая и теплопроводность
    Чистая медь является очень хорошим проводником как электричества, так и тепла. Международный стандарт отожженной меди (IACS; медь высокой чистоты с удельным сопротивлением 0,0000017 Ом·см) до сих пор иногда используется в качестве стандарта электропроводности для металлов.Лучший способ увеличить электрические и теплопроводность меди заключается в снижении уровня примесей. Наличие примесей и всего общего легирующие элементы, кроме серебра, уменьшат электро- и теплопроводность меди. Как количество второго элемента увеличивается, электропроводность сплава уменьшается. Кадмий имеет наименьшее влияние на электропроводность полученного сплава, за которым следует возрастающее влияние цинка, олова, никеля, алюминий, марганец, кремний, затем фосфор.Хотя в теплопроводности задействованы разные механизмы, добавление большего количества элементов или примесей также приводит к снижению теплопроводности. Цинк имеет очень незначительное влияние на теплопроводность меди, за которым следует возрастающее влияние никеля, олова, марганца, кремний и серьезные последствия от фосфора. Фосфор часто используется для раскисления меди, что может увеличить твердость и прочность, но сильно влияют на проводимость.Кремний можно использовать вместо фосфора для раскисления медь, когда важна проводимость.

  • Цвет
    Чистая медь имеет красновато-золотой цвет, который быстро окисляется до тускло-зеленого цвета. Поскольку медь часто содержит природные примеси или легирован более чем одним элементом, трудно определить специфический эффект каждого легирующий элемент оказывает влияние на цвет полученного сплава. Электролитическая вязкая медь содержит серебро и часто следовые количества железа и серы и имеет нежно-розовый цвет.Позолоченная медь имеет красновато-коричневый цвет и содержит цинк, железо и свинец. Латунь часто используется в качестве декоративного металла, так как она имеет внешний вид, очень похожий на медь. золота и намного дешевле. Латунь содержит различное количество цинка, железа и свинца и может варьироваться от от красноватого до зеленоватого до коричневато-золотого. Нейзильбер, который содержит никель, цинк, железо, свинец и марганец, может имеют цвет от серовато-белого до серебристого.

  • Для получения более общей информации о более чем 2500 технических паспортах конкретных сплавов меди, латуни и бронзы выберите одну из следующих ссылок или воспользуйтесь одним из наших методов поиска, чтобы найти конкретные продукты.MatWeb имеет полный список механических, электрических и термических свойств и спецификаций состава для сплавов на основе меди.

    Высокопрочный медный сплав с высокой проводимостью KLF™ 170 Продукция || КОБЕ СТАЛЬ, ООО.

    CDA № 19170
    KLF™ 170 имеет электропроводность, эквивалентную C19400, и прочность, эквивалентную сплаву 42.

    Положительные моменты

    1. Обладает высокой электро- и теплопроводностью. Электропроводность соответствует классу C19400.
    2. Обладает высокой прочностью с хорошей электропроводностью. Имеет отличную прочность 42 класса сплава. (Темпер ЭШ)
    3. Обладает хорошей формуемостью при штамповке и травлении, что приводит к отсутствию загрязнения копотью в процессе травления или в процессе предварительного покрытия
      .
    4. Обладает хорошей паяемостью и гальванопокрытием. Выступы в серебряном покрытии уменьшены.
    5. Имеет хорошую способность к соединению с золотой и медной проволокой. Также применимо для прямого соединения медных проводов без покрытия.

    Номинальный состав

    Cu-0,7Ni-0,13P-0,1Fe-0,1Zn (масс.%)

    Характеристики


    Рис. Сопротивление размягчению KLF™ 170

    1. Физические свойства

    Удельный вес 8,9
    Коэффициент теплового расширения
    (293~573K)
    17,5 x 10 -6 /K
    Теплопроводность (293K) 267 Вт/м.К
    Удельное электрическое сопротивление (293K) 26,5 нОм·м
    Электропроводность (293K) 65 %IACS
    Модуль упругости (293K) 110 ГПа

    * Выше приведены типичные характеристики.

    2. Механические свойства

    Закалка

     

    Прочность на растяжение
    МПа
    Удлинение

     

    %

    Твердость по Виккерсу
    MHv: 4.9Н
    СПХ 580~680 5 мин 170~210
    ЭШ 610~730 5 мин 180~220

    * Указанная выше прочность на растяжение и твердость являются нашими стандартными спецификациями. Мы скорректируем эти характеристики по вашим запросам.

    3. V-образный изгиб под углом 90° (MBR)

    Закалка Хорошо
    Способ
    Плохой
    Путь
    СПХ 0 0
    ЭШ 1.0 2,0

    * Выше приведены типичные характеристики.
    Значение незначительно варьируется в зависимости от толщины образцов.

    Использование

    Выводная рама для упаковки QFP, QFN, внутренняя рама для распределителя тепла и т. д.

    Прочие

    Не используется Кадмий (Cd), свинец (Pb), ртуть (Hg), шестизначный хром (Cr +6 ), полибромдифенил (PBB), полибромдифениловый эфир (PBDE), ограниченный RoHS и т. д.

    Kobe Steel, Ltd. Бизнес по производству передовых материалов

    Медный прокат Единица

    Отдел продаж медного плоского проката

    Электропроводность золота

    : знаете ли вы?

    Медь и алюминий — это металлы, обычно используемые в качестве проводников электричества и тепла в технике. Но то же самое можно сказать и о драгоценных металлах, таких как золото и серебро. Электропроводность золота используется в электронике, такой как компьютеры и телефоны.Если вам интересно узнать больше, посмотрите этот выпуск программы U.S. Money Reserve «Знаете ли вы?»

    Электропроводность золота: знаете ли вы? – Стенограмма видео

    Рассказчик          (00:05):
    Металлы действуют как проводники электричества и тепла. В физике и электротехнике проводник — это объект, который позволяет течь заряду в другом направлении. Проводники обычно используются для питания ламп, компьютеров и других электрических устройств.Золото, серебро, медь и алюминий — это несколько металлов, обычно используемых в электронных устройствах. Медь используется, потому что она гибкая, легко паяется и часто используется в генераторах и двигателях. Он также считается экономически эффективным металлом, предпочтительным для коммерческих целей. Алюминий — это недорогой металл, который заменил медь в линиях электропередач и высоковольтных линиях электропередач. Серебро — лучший проводник электричества, но имеет тенденцию тускнеть при использовании и стоит дороже, чем такие металлы, как медь и алюминий.

    alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.