论文部分内容阅读
[摘 要]随着时代经济的快速发展，新材料战略性新兴产业逐渐兴起，引领时代的潮流。尤其是极细金属导体关键配套材料，在一定程度上满足了国家重大工程和传统产业优化升级的迫切需求，从根本上推动了国家宏观经济的快速发展。就其实质性而言，极细金属导体关键配套材料成为当今新材料领域研究的热点之一。本文论述了极细金属导体关键配套材料研究的现状，同时分析了极细金属导体关键配套材料的主要技术，并对极细金属导体关键配套材料作了主要的研究，从根本上对极细金属导体制备工艺技术路线、碳纤维表面金属涂覆加工方案进行了探讨分析，最后总结了极细金属导体关键配套材料的应用优势。
[关键词]极细金属导体；关键配套材料；技术；应用
中图分类号：TB383.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）20-0324-02
随着新一代信息产业、航天航空以及医疗的飞速发展，网络、航天设备以及医疗设备等信息终端产品逐渐呈现高性能、小体积、轻重量的发展。人们对极细金属信号传输导体和碳纤维表面涂覆金属导体材料的研究越来越多，为了更好的实现极细金属导体广泛的应用于新一代信息产业、航天航空以及医疗设备等领域中，本文对极细金属导体关键配套材料进行研究有一定的经济价值和理论意义。
一、 极细金属导体关键配套材料研究现状
（一） 研究背景
近年来，随着科学技术的日新月异，网络、航天设备以及医疗设备等信息终端产品其性能越来越高、体积越来越小，重量越来越轻，在一定程度上引领当今时代发展的潮流，尤其是笔记本电脑、平板电脑、手机突飞猛进的发展，推动了时代经济的快速发展。就极细金属导体关键配套材料而言，趋于当今时代发展的主题，人们对极细金属导体关键配套材料提出了更高的要求，从根本上对铜合金材料组成设计、冶炼以及金属导体的电镀等技术提出了更高的要求。
（二） 研究目的
本文对极细金属导体关键配套材料进行研究，其主要的目的为了满足当今时代对新一代移动终端的极细电缆提出了的更高要求，就目前而言，当今时代对新一代移动终端的极细电缆提出的要求一方面保证极细电缆在信号传输的时候不仅仅要有着优异的耐弯曲性能和耐扭曲性，同时还要有着一定的抗震性能；另一方面则要求极细信号传输电缆有着相对较小的体积、相对较轻的质量以及较快的传送速度，同时还要有着较大的容量和较强的抗干扰能力。总之对极细金属导体关键配套材料进行研究有一定的研究目的。
（三） 研究意义
金属导体作为信号传输电缆的一种关键性材料，一方面不仅仅要有较小的直径、较轻的质量以及较强的抗氧化能力，同时在一定程度上还要便于焊接，而对极细金属导体关键配套材料进行研究，为新一代信息技术的发展提供了一定的关键配套技术，同时从根本上提高了材料的使用寿命、可焊性以及抗氧化能力。总之，对极细金属导体关键配套材料进行研究有一定的研究意义。
（三） 研究现状
就目前而言，极细金属导体生产量逐渐增多，但是虽然金属导体的生产企业相对较多，但是就其实质性而言，往往有着相对分散的技术。就我国极细金属导体的生产而言，其技术水平远远低于发达国家的生产技术，我国金属导体材料的直径普遍为0.05m，有着相对不稳定的性能，同时其合金材料的强度和电阻的指标达不到要求。我国虽然有着人口庞大的经济市场，13多亿人，仅仅有65%使用国内产品，而笔记本电脑和数码相机的生产相对较低。近年来，人们对于极细金属导体的研究越来越多，同时极细金属导体关键配套材料的应用前景更加的广泛。
二、 极细金属导体关键配套材料主要技术
（一） 极线合金材料主要技术
就极线合金导体材料而言，主要有银铜合金、锡铜合金以及锡铟铜合金三种，就锡铜合金而言，主要的成分配方为0.15%Sn/Cu、0.3%Sn/Cu、0.7%Sn/Cu，而银铜合金主要的成分配方为2%Ag /Cu、4%Ag /Cu，锡铟铜合金的主要成分配方主要有0.9%Sn/0.2%In /Cu。同时通过对真空和过滤技术的采用，以及低温强压加工技术的结合，进而保证了生产出的导体有着较少的杂质和较稳定的产品性能。
（二） 极细镀银、镀锡银铜合金、锡铜合金、锡铟铜合金导体精加工主要技术
往往这种主要技术是对直线式拉丝工艺的采用，从根本上对产品性能稳定有着严格的保证。通过对拉丝模具孔径结构和测量方法进行改进，使得拉丝线径有着一定的稳定性精度，绞合导体则是通过恒张力退扭绞合工艺技术的采用，有效地实现了极细金属导体向着高强高导、高抗软化温度、良好的成型性、高精密的尺寸精度等综合性能优良的方向发展。
（三） 碳纤维表面金属涂覆加工方面的主要技术
严格的对化学镀和电镀工艺技术采用，从根本上使得导体镀层的强度和结合率增加。
三、 极细金属导体关键配套材料研究
（一） 极细金属导体关键配套材料研究的内容
在对极细金属导体关键配套材料进行研究的时候，主要针对合金导体材料及冶炼工艺、合金材料的复合形变与热处理工艺、直径0.025mm及以下极细导体加工工艺以及碳纤维丝表面金属涂覆工艺技术作了主要的研究。在对高性能合金材进行研究的时候，严格的控制热处理与变形交互的单级或多级变热处理制度，通过对各合金体系固溶、时效规律以及冷加工作用的掌握，从根本上对合金组织结构随性变热处理条件变化进行一定的了解。对碳纤维表面金属涂覆工艺技术研究的时候，注重碳纤维镀前的表面处理方法和碳纤维电镀和化学镀镀层相结合的工艺，从根本上提高金属涂覆的质量。
（二） 极细金属导体关键配套材料的技术指标
一般来说，极细金属导体关键配套材料技术指标主要有合金材料的技术指标、极细合金导体单丝技术指标、极细合金导体表面镀层技术指标、极细合金绞合导体技术指标以及碳纤维丝表面金属涂覆技术指标。，其技术要求如表1所示： 同时对于极细合金导体表面镀层技术指标而言，单丝线径0.0098mm-0.025mm的极细合金导体表面电镀银、电镀锡后的镀层厚度为0.3-0.7um。就碳纤维丝表面金属涂覆技术指示而言，单丝线径0.0098mm-0.025mm的碳纤维丝表面镀银、镀锡、镀铜后的镀层厚度为0.3-0.7um。
四、 极细金属导体的制备
（一） 极细金属导体制备工艺流程图
极细金属导体制备工艺技术流程图如图1 所示。
（二） 流程浅析
在对合金材料配方设计与金属元素分析检测上，首先就要对最佳合金成分进行确定，其次就要对高纯度原料进行采用，保证合金材料加工之后的高强度、高电导率和稳定的性能。流程图中多次用到了分析检测，，同时还要从根本上处理电镀前的表面，在无尘环境中进行多道次减面拉伸，加工到单丝线径0.025-0.012mm，最小加工到直径0.0098mm，进入下道进行退扭绞合。由于导体强度大，绞合时易产生内应力，一方面损伤导体性能，另一方面绞合成品率低。因此，本项目采用退扭恒张力放线技术和绞后退扭技术，去除绞线导体的内应力，确保导体质量和提高产品合格率。
（三） 技术特点
极细金属导体制备工艺过程中技术的难点主要表现在合金材料、电镀工艺、拉丝形变工艺、中间回火处理工艺以及绞合工艺等关键技术上。一般来说，合金材料的机械特性主要是从弹性变形改为塑性变形，就要从根本上对纯度99.99%铜为基材，掺入银、锡、铟等元素进行铸造，同时加入其他的杂质在铸造的过程中，但是，如果杂质和氧含量控制不好，会严重影响合金材料的机械性能和电性能。电镀工艺关键技术对于提高高频信号的传输特性有一定的积极影响。拉丝形变工艺关键技术特点主要表现在对拉丝设备、拉丝模具、拉丝液、运行参数等各项指标的控制，从根本上实现对拉丝的道次及速度控制。
（四）碳纤维表面金属涂覆加工方案
一般来说，碳纤维表面金属涂覆加工方案首先就要对碳纤维丝进行选材和分析检测，其次就要进行镀前预处理，将通过前处理后的碳纤维丝首先通过化学方式进行预镀银、锡、铜处理，然后再通过电镀工艺进行加厚镀层，最后再分析检测，并将表面通过金属涂覆处理后的碳纤维丝进行束丝绞合成电缆内导体成品。
五、 极细金属导体关键配套材料应用优势
极细金属导体关键配套材料的应用优势可以从以下几点说起：
第一、 在一定程度上产生了直径0.025mm及以下的镀银、镀锡银铜合金、锡铜合金、锡铟铜合金极细导体两大系列产品，从而实现极细合金镀银、镀锡信号传输导体的中试目标，并实现年产5吨的生产规模，年销售收入实现5000万元，为今后产业化提供技术基础。
第二、 碳纤维表面涂覆同、银、锡极细导体的加工技术更加的完善和成熟。
第三、 促进我国国内极细特种合金导体、替代进口产品，提高我国极细导体产品国内外市场竞争力、带动相关产业发展，推动地方产业结构优化升级都将起到积极的推动作用。
第四、 具有良好的社会效益和经济效益，如表2所示：
总而言之，极细金属导体关键配套材料有着一定的应用优势，不仅仅一定的知识产权和技术成果，同时也加强了人才队伍的建设。
结语：
随着新一代信息技术的快速发展，极细金属导体关键配套材料在未来的发展中将会有着更加广阔的应用范围，进而带来不可估量的社会效益和经济效益。
参考文献
[1] 刘玉龙，金元松等.金属多面体上低剖面天线的矩量法分析[J].电波科学学报，2013，28（2）：290-295.
[2] 方少杰.3d过渡金属掺杂有机小分子半导体的特性研究[D].山东大学，2012.
[3] 阮尚文.基于电化学技术的铜锌合金快速成型技术研究[D].浙江理工大学，2011.
[4] 郭颖利.北京市难熔金属材料工程技术研究中心[J].新材料产业，2011，（7）：80-82.
[5] 陈宇.金属表面防护性涂层评价及缓蚀剂技术研究[D].浙江大学，2013.
作者简介
何如森（1962.3）男，江苏兴化，高级职称，高中，高性能金属材料研究与应用。
[关键词]极细金属导体；关键配套材料；技术；应用
中图分类号：TB383.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）20-0324-02
随着新一代信息产业、航天航空以及医疗的飞速发展，网络、航天设备以及医疗设备等信息终端产品逐渐呈现高性能、小体积、轻重量的发展。人们对极细金属信号传输导体和碳纤维表面涂覆金属导体材料的研究越来越多，为了更好的实现极细金属导体广泛的应用于新一代信息产业、航天航空以及医疗设备等领域中，本文对极细金属导体关键配套材料进行研究有一定的经济价值和理论意义。
一、 极细金属导体关键配套材料研究现状
（一） 研究背景
近年来，随着科学技术的日新月异，网络、航天设备以及医疗设备等信息终端产品其性能越来越高、体积越来越小，重量越来越轻，在一定程度上引领当今时代发展的潮流，尤其是笔记本电脑、平板电脑、手机突飞猛进的发展，推动了时代经济的快速发展。就极细金属导体关键配套材料而言，趋于当今时代发展的主题，人们对极细金属导体关键配套材料提出了更高的要求，从根本上对铜合金材料组成设计、冶炼以及金属导体的电镀等技术提出了更高的要求。
（二） 研究目的
本文对极细金属导体关键配套材料进行研究，其主要的目的为了满足当今时代对新一代移动终端的极细电缆提出了的更高要求，就目前而言，当今时代对新一代移动终端的极细电缆提出的要求一方面保证极细电缆在信号传输的时候不仅仅要有着优异的耐弯曲性能和耐扭曲性，同时还要有着一定的抗震性能；另一方面则要求极细信号传输电缆有着相对较小的体积、相对较轻的质量以及较快的传送速度，同时还要有着较大的容量和较强的抗干扰能力。总之对极细金属导体关键配套材料进行研究有一定的研究目的。
（三） 研究意义
金属导体作为信号传输电缆的一种关键性材料，一方面不仅仅要有较小的直径、较轻的质量以及较强的抗氧化能力，同时在一定程度上还要便于焊接，而对极细金属导体关键配套材料进行研究，为新一代信息技术的发展提供了一定的关键配套技术，同时从根本上提高了材料的使用寿命、可焊性以及抗氧化能力。总之，对极细金属导体关键配套材料进行研究有一定的研究意义。
（三） 研究现状
就目前而言，极细金属导体生产量逐渐增多，但是虽然金属导体的生产企业相对较多，但是就其实质性而言，往往有着相对分散的技术。就我国极细金属导体的生产而言，其技术水平远远低于发达国家的生产技术，我国金属导体材料的直径普遍为0.05m，有着相对不稳定的性能，同时其合金材料的强度和电阻的指标达不到要求。我国虽然有着人口庞大的经济市场，13多亿人，仅仅有65%使用国内产品，而笔记本电脑和数码相机的生产相对较低。近年来，人们对于极细金属导体的研究越来越多，同时极细金属导体关键配套材料的应用前景更加的广泛。
二、 极细金属导体关键配套材料主要技术
（一） 极线合金材料主要技术
就极线合金导体材料而言，主要有银铜合金、锡铜合金以及锡铟铜合金三种，就锡铜合金而言，主要的成分配方为0.15%Sn/Cu、0.3%Sn/Cu、0.7%Sn/Cu，而银铜合金主要的成分配方为2%Ag /Cu、4%Ag /Cu，锡铟铜合金的主要成分配方主要有0.9%Sn/0.2%In /Cu。同时通过对真空和过滤技术的采用，以及低温强压加工技术的结合，进而保证了生产出的导体有着较少的杂质和较稳定的产品性能。
（二） 极细镀银、镀锡银铜合金、锡铜合金、锡铟铜合金导体精加工主要技术
往往这种主要技术是对直线式拉丝工艺的采用，从根本上对产品性能稳定有着严格的保证。通过对拉丝模具孔径结构和测量方法进行改进，使得拉丝线径有着一定的稳定性精度，绞合导体则是通过恒张力退扭绞合工艺技术的采用，有效地实现了极细金属导体向着高强高导、高抗软化温度、良好的成型性、高精密的尺寸精度等综合性能优良的方向发展。
（三） 碳纤维表面金属涂覆加工方面的主要技术
严格的对化学镀和电镀工艺技术采用，从根本上使得导体镀层的强度和结合率增加。
三、 极细金属导体关键配套材料研究
（一） 极细金属导体关键配套材料研究的内容
在对极细金属导体关键配套材料进行研究的时候，主要针对合金导体材料及冶炼工艺、合金材料的复合形变与热处理工艺、直径0.025mm及以下极细导体加工工艺以及碳纤维丝表面金属涂覆工艺技术作了主要的研究。在对高性能合金材进行研究的时候，严格的控制热处理与变形交互的单级或多级变热处理制度，通过对各合金体系固溶、时效规律以及冷加工作用的掌握，从根本上对合金组织结构随性变热处理条件变化进行一定的了解。对碳纤维表面金属涂覆工艺技术研究的时候，注重碳纤维镀前的表面处理方法和碳纤维电镀和化学镀镀层相结合的工艺，从根本上提高金属涂覆的质量。
（二） 极细金属导体关键配套材料的技术指标
一般来说，极细金属导体关键配套材料技术指标主要有合金材料的技术指标、极细合金导体单丝技术指标、极细合金导体表面镀层技术指标、极细合金绞合导体技术指标以及碳纤维丝表面金属涂覆技术指标。，其技术要求如表1所示： 同时对于极细合金导体表面镀层技术指标而言，单丝线径0.0098mm-0.025mm的极细合金导体表面电镀银、电镀锡后的镀层厚度为0.3-0.7um。就碳纤维丝表面金属涂覆技术指示而言，单丝线径0.0098mm-0.025mm的碳纤维丝表面镀银、镀锡、镀铜后的镀层厚度为0.3-0.7um。
四、 极细金属导体的制备
（一） 极细金属导体制备工艺流程图
极细金属导体制备工艺技术流程图如图1 所示。
（二） 流程浅析
在对合金材料配方设计与金属元素分析检测上，首先就要对最佳合金成分进行确定，其次就要对高纯度原料进行采用，保证合金材料加工之后的高强度、高电导率和稳定的性能。流程图中多次用到了分析检测，，同时还要从根本上处理电镀前的表面，在无尘环境中进行多道次减面拉伸，加工到单丝线径0.025-0.012mm，最小加工到直径0.0098mm，进入下道进行退扭绞合。由于导体强度大，绞合时易产生内应力，一方面损伤导体性能，另一方面绞合成品率低。因此，本项目采用退扭恒张力放线技术和绞后退扭技术，去除绞线导体的内应力，确保导体质量和提高产品合格率。
（三） 技术特点
极细金属导体制备工艺过程中技术的难点主要表现在合金材料、电镀工艺、拉丝形变工艺、中间回火处理工艺以及绞合工艺等关键技术上。一般来说，合金材料的机械特性主要是从弹性变形改为塑性变形，就要从根本上对纯度99.99%铜为基材，掺入银、锡、铟等元素进行铸造，同时加入其他的杂质在铸造的过程中，但是，如果杂质和氧含量控制不好，会严重影响合金材料的机械性能和电性能。电镀工艺关键技术对于提高高频信号的传输特性有一定的积极影响。拉丝形变工艺关键技术特点主要表现在对拉丝设备、拉丝模具、拉丝液、运行参数等各项指标的控制，从根本上实现对拉丝的道次及速度控制。
（四）碳纤维表面金属涂覆加工方案
一般来说，碳纤维表面金属涂覆加工方案首先就要对碳纤维丝进行选材和分析检测，其次就要进行镀前预处理，将通过前处理后的碳纤维丝首先通过化学方式进行预镀银、锡、铜处理，然后再通过电镀工艺进行加厚镀层，最后再分析检测，并将表面通过金属涂覆处理后的碳纤维丝进行束丝绞合成电缆内导体成品。
五、 极细金属导体关键配套材料应用优势
极细金属导体关键配套材料的应用优势可以从以下几点说起：
第一、 在一定程度上产生了直径0.025mm及以下的镀银、镀锡银铜合金、锡铜合金、锡铟铜合金极细导体两大系列产品，从而实现极细合金镀银、镀锡信号传输导体的中试目标，并实现年产5吨的生产规模，年销售收入实现5000万元，为今后产业化提供技术基础。
第二、 碳纤维表面涂覆同、银、锡极细导体的加工技术更加的完善和成熟。
第三、 促进我国国内极细特种合金导体、替代进口产品，提高我国极细导体产品国内外市场竞争力、带动相关产业发展，推动地方产业结构优化升级都将起到积极的推动作用。
第四、 具有良好的社会效益和经济效益，如表2所示：
总而言之，极细金属导体关键配套材料有着一定的应用优势，不仅仅一定的知识产权和技术成果，同时也加强了人才队伍的建设。
结语：
随着新一代信息技术的快速发展，极细金属导体关键配套材料在未来的发展中将会有着更加广阔的应用范围，进而带来不可估量的社会效益和经济效益。
参考文献
[1] 刘玉龙，金元松等.金属多面体上低剖面天线的矩量法分析[J].电波科学学报，2013，28（2）：290-295.
[2] 方少杰.3d过渡金属掺杂有机小分子半导体的特性研究[D].山东大学，2012.
[3] 阮尚文.基于电化学技术的铜锌合金快速成型技术研究[D].浙江理工大学，2011.
[4] 郭颖利.北京市难熔金属材料工程技术研究中心[J].新材料产业，2011，（7）：80-82.
[5] 陈宇.金属表面防护性涂层评价及缓蚀剂技术研究[D].浙江大学，2013.
作者简介
何如森（1962.3）男，江苏兴化，高级职称，高中，高性能金属材料研究与应用。