中國(guó)科學(xué)家造出"超級(jí)銅箔” 破解行業(yè)瓶頸
銅箔作為集成電路互連線與鋰電池集流體的核心基材，其性能直接影響AI算力設(shè)備及新能源系統(tǒng)的穩(wěn)定性，兼具“工業(yè)神經(jīng)”與“新能源血液”的雙重戰(zhàn)略屬性。
4月17日，中國(guó)科學(xué)院金屬研究所沈陽(yáng)材料科學(xué)國(guó)家研究中心盧磊研究員團(tuán)隊(duì)與合作者通過(guò)一種全新的梯度序構(gòu)微觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，成功研發(fā)出兼具超高強(qiáng)度、高導(dǎo)電性與優(yōu)異熱穩(wěn)定性的超級(jí)銅箔。相關(guān)研究結(jié)果已在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》在線發(fā)布。
長(zhǎng)期以來(lái)，銅箔在強(qiáng)度、導(dǎo)電性與熱穩(wěn)定性之間存在此消彼長(zhǎng)的困境，形成難以兼得的“不可能三角”。此次突破的關(guān)鍵在于一種全新的“梯度序構(gòu)”微觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在電解沉積制備過(guò)程中，研究人員通過(guò)調(diào)控微量有機(jī)添加劑，在厚度僅10微米的厚銅箔（純度99.91%）的納米晶?；w上，誘導(dǎo)形成了高密度、平均尺寸僅為3納米的納米疇。這些納米疇沿厚度方向呈貧、富交替的周期梯度分布，像布料的經(jīng)緯線一樣“交織”在銅箔中。
實(shí)驗(yàn)檢測(cè)顯示，該梯度序構(gòu)納米疇銅箔的拉伸強(qiáng)度高達(dá)900兆帕，遠(yuǎn)超常規(guī)銅箔的強(qiáng)度極限。同時(shí)，其導(dǎo)電率保持在90%IACS（即國(guó)際退火銅標(biāo)準(zhǔn)的90%），較同等強(qiáng)度的傳統(tǒng)銅合金提升約2倍。此外，該材料表現(xiàn)出極佳的熱穩(wěn)定性，室溫放置半年后性能無(wú)衰減，成功破解了高強(qiáng)度與高導(dǎo)電性難以兼得的行業(yè)瓶頸。
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