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来源:NUST MISIS

来自NUST MISIS和Merzhanov结构宏观动力学与材料科学研究所的科学家团队开发了一种技术,该技术将消除在微电子和高精度传感器(如运动和振动传感器)中使用的青铜生产中使用有毒的铍粉。该文章发表在《Journal of Alloys and Compounds》。

如今,铍青铜(铜铍合金)已广泛用于制造微电子学和高精度传感器中的触点。铜表现出出色的导电性,铍的添加增加了材料的可塑性:变得更具延展性和耐磨性。但是,铍粉在生产中是有毒的:吸入后会引起中毒和慢性疾病。或者,可以使用钛青铜(铜钛合金)。这种合金是无毒的,也耐磨,但导电率低。

来自NUST MISIS和Merzhanov结构宏观动力学与材料科学研究所的科学家提出了一种在保持高机械性能的同时提高钛青铜电导率的方法。

“钛青铜甚至比铍青铜更坚固。这种强度可以通过钛在铜中的过饱和固溶体的老化来解释。但是溶解在铜基质中的残留钛会大大降低材料的电导率。因此,我们的任务是从铜基体中排除钛,同时保留材料的机械性能。我们知道,许多科研团队试图通过在氢气气氛中对合金进行退火来达到这种效果。但是,电导率仍然不够高。” NUST MISIS自蔓延高温合成中心工程师Stepan Vorotylo说道。

这次,科学家使用了一种新方法。他们在一开始就添加了氢,而不是在退火过程中。在行星式研磨机中,将氢化钛TiH2颗粒引入铜粉中。接下来,将混合物热压,在此期间,TiH2分解为钛和氢,以形成铜钛氧化物Cu3Ti3O的增强陶瓷纳米颗粒。结果,制造了具有相当高的强度(920MPa;两倍于不锈钢;比铝青铜高1.5倍)和导电率(纯铜的导电率的42%)的材料。为了比较,在其他小组的工作中,钛青铜的电导率不超过30%。

另外,由于其低的热导率,开发的材料特别有希望用于热电设备中,例如制冷元件和高温太阳能集中器(太阳能塔)。

原文链接:https://en.misis.ru/university/news/science/2020-04/6625/

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