铜线材单晶化工艺研究

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1、学科：材料加工工程研究生签字：；苏蚜苏指导教师签字：铜线材单晶化工艺研究摘要随着国防高新技术的飞速发展和计算机网络技术的广泛应用，对高传输频率、高带宽，高保真导体的需求越来越大，对元器件精密化、微型化的要求也越来越高。因此开发具有高保真的传输导线、高传输频率的网络通讯电缆、以及微型器件用的微细导线具有重要意义。单晶铜线由于具有良好的塑性变形能力以及优异的信号传输性能，具有广阔的应用前景。因此，单晶铜线材的研究及其应用成为了材料科学领域研究的热点之一。本文利用自制的铜线材单晶化设备，对生产单晶铜工艺稳定性进

2、行了研究。实验中，通过拉铸速度、加热功率、冷却能力以及冷却器一铸型出口间距等几个主要工艺参数调整，找出了使用该设备生产单晶铜线材的最佳工艺匹配。采用不同纯度铜材料，在相同的工艺条件下制备铜单晶线材。用光学显微镜分析了线材的组织，用化学分析方法分析了原材料及单晶线材中杂质的含量，测试了不同材质铜单晶线材的导电性能以及测试了在单晶铜表面涂覆不同防护涂层的抗氧化性能。结果表明：在该设备条件下，当水流量为0．2m3／h、冷却距离在20ram附近，加热功率约为9kw，使铸型温度保持在1200—1250"C，是生产单

3、晶铜线材的最好匹配，可在高于97．5ram／rain的拉铸速度下稳定生产单晶铜线材；在一定的牵引速度范围内，随着牵引速度的增加，铜线材由多晶演化至单晶组织的长度也随之增加。多晶演化至单晶的距离在30--80硼；用热型连铸法生产的铜单晶线材其晶粒择优生长方向为(100)；原材料在我校自行研制的单晶连铸设备上制备成单晶后材料的纯度没有确定的提升，并且单晶线材的导电性与原材料的杂质含量有关；在铜单晶线材的日常存放过程中可以采用水溶性封闭层和醇酸清漆涂覆在表面作为抗氧化防护层。关键词：单晶连铸；冷却距离；铸型温度

4、；拉铸速度；晶粒演化；杂质；防氧化层Studyonthetechnologyofsinglecrysta!copperwiresDiscipline：MaterialsProcessingEngineeringstudentsignatu代：2^叩≯胁歹勺Supervisorsignature：R∥AbstractRequirementofhi曲transmissionfrequency,highbandwidthandhighfidelitytransmi—ssionconductorwillbemor

5、eandmore，andrequirementofexactitudeandmicrominiaturization011partsofallapparatuswillbealsohigherandhigherwiththedevelopmentofnationaldefen—ccandwideapplicationofcomputernetworktechnology．Thereforeitisimportantthathighfidelitytransmissioncable，networkcommu

6、nicationcablesofhightransmissionfrequencyandminithinwiresbyminisizingthepartsofanapparatusCanbeproducedmassively．ThesinglecrystalcopperwireproducedbyOCC(Ohnocon￡iIIuomcasting)techniquehasthegoodabilityofplasticdeformation,excellentsignaltransmissionperfor

7、manceandwiderapplicationprospectsbecausetherearen0grainboundaries．Thereforestudyingandusingofsinglecrystalcopperwirehavebeenthefocusesinmaterialsscienceandengineering．Thepresetpaperhasstudiedtheprocessstabilityofproducingsinglecrystalcopperwiresintheequip

8、mentinventedbyourselves．ThroughtIlIlingmeltpower,mouldtemperature，coolingdistanceandproducingspeed,itisfoundthatthebestprocesstOproducesinglecoppercrystalwiresbythecontinuouscastequipment．Thesinglecrystalcopperwires