[发明专利]一种新型高强度与高导电性材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高导电性材料及其制备方法，尤其是涉及一种新型高强度与高导电性材料的制备方法。

背景技术

铝，作为地壳中含量最高的金属，含量高达8.3％，主要以铝硅酸盐矿石的形式存在，还包括冰晶石和铝土矿。铝耐腐蚀性强，具备良好的导电、导热和延展性能，铝因其良好的物理和化学性能，使其在电子应用方面极为广泛。现代工业要求铝材料本身具有良好的导电性、导热性和延展性能外，还对其强度提高了更高的要求，以适应更加复杂的工作环境。在纯铝中添加增强体，克服单一材料的不足，充分发挥各种材料的优点，以提高铝的综合应用性能。

近30年来，科学技术突飞猛进，高尖端设备和工程建设对材料性能的要求也越来越高，应运而生的高强度铝合金，是一类具有高强度以及高导电性能的结构功能材料，主要用于微电子工业中的集成电路中和电子设备电动马达等材料。虽然现在都已经能大规模生产，但是其合金生产所需稀土元素地球含量低，且开发困难，造成高强度高导电性合金材料价格居高不下。因此开发出廉价、导电性能良好的高强度材料，具有很大的应用价值。

发明内容

本发明提供一种具有高强度，具有高导电性的金属材料的制备方法。采用较为简单的加工工艺以及廉价的合金元素，降低工艺成本，同时极大地提高了该材料的导电性能，可广泛的应用于高精密仪器及电子设备上，具有较高的市场推广价值和应用前景

本发明的技术方案是：

一种新型高强度与高导电性材料，该材料为Al-Cu-Mg-Ca-Si合金；

包括以下重量份数的组分：Al 30-50份，Cu 20-30份，Mg 5-10份，CaO 1-5份，Si 1-5份。

优选的，包括以下重量份数的组分：Al 30-50份，Cu 25-30份，Mg 7-10份，CaO 1-5份，Si 1-3份。

一种新型高强度与高导电性材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)粗炼：常温常压下，待坩埚红热后加入纯铝30-50份，加单晶硅粒1-5份，升温至750-850℃融化，加入0.1-0.5份ZR-QF型清渣覆盖剂，扒渣；

(2)精炼处理：加纯Cu 20-30份，加纯Mg 5-10份，加氧化钙1-5份，搅拌，降温至700-750℃，通入高纯氩气，气流速率为10-20L/h，时间为10-30min，扒渣；

(3)浇注：浇注成型，浇注成尺寸为100mm*1mm*1mm的立方体条。

优选的，所述(1)粗炼在电磁感应石墨坩埚熔铝炉中熔炼。

优选的，所述(1)粗炼，待坩埚红热后加入纯铝40-50份，加单晶硅粒2-5份，升温至800-850℃融化，加入0.3-0.5份ZR-QF型清渣覆盖剂，扒渣。

优选的，所述(2)精炼处理：加纯Cu 25-30份，加纯Mg 7-10份，加氧化钙1-3份，搅拌，降温至720-750℃，通入高纯氩气，气流速率为15-20L/h，时间为10-30min，扒渣。

与现有技术相比，本发明通过引入合金元素Ca，以常见的合金材料，采用相对简单的加工工艺，极大的提升了铝合金的导电性及强度，可广泛应用于手机振动马达、CD/DVD等设备上。

本发明的有益效果：

1.本发明制备得到的高导电性材料，利用Si元素对氧化钙的作用，在合金中引入大量的氧原子空位，使得载流子的移动性增强，进而极大地提升材料的导电性。

2.本发明采用较为简单的加工工艺以及廉价的合金元素，降低工艺成本，同时极大地提高了该材料的导电性能，可广泛的应用于高精密仪器及电子设备上，具有较高的市场推广价值和应用前景。

3.本发明通过引入合金元素Ca，以常见的合金材料，采用相对简单的加工工艺，极大的提升了铝合金的导电性及强度，可广泛应用于手机振动马达、CD/DVD等设备上。

4.本发明工艺简单，产品强度大，极大的降低了高精密仪器生产成本。

附图说明

图1：直流双臂电桥法测量线路图

具体实施方式：

实施例一

1.粗炼：常温常压下，在电磁感应石墨坩埚熔铝炉中熔炼多元Al-Cu-Mg-Ca合金。待坩埚红热后加入纯铝30份，加单晶硅粒1份，升温至750℃融化，加入0.1份ZR-QF型清渣覆盖剂，扒渣。

2.精炼处理：加纯Cu 20份，加纯Mg 5份，加氧化钙1份，搅拌，降温至700℃，通入高纯氩气，气流速率为10L/h，时间为10min，扒渣。