銅鋁復合導體材料的性能及其應用

蘭占軍，嚴操，廉洋子，董曉文，王連忠

（煙臺孚信達雙金屬股份有限公司，山東 煙臺 264100）

1 銅鋁復合導體材料概述

目前，隨著我國科學技術水平不斷提升，多種新型復合材料應運而出。其中，最為代表性的為銅鋁復合導體材料，銅鋁復合導體材料的研發及投入，對相關材料應用及使用成本起到一定的降低效果。“銅鋁”材料主要是以銅、鋁兩種物質為基礎，該復合導體材料外表，即表面為銅，其核心為鋁，銅將鋁芯進行覆蓋加固，并通過技術加工后，形成的一種新型復合導體材料。銅鋁復合導體材料具有以下特點，第一、導電性較強，與高強鋁等材質相比，銅鋁復合導體材料具有較強的導電效果，并且不需要外部因素及其他手段介入，在導電方面性能占具獨特優勢。第二、具有輕量化特征，由于銅鋁復合導體材料本身由銅、鋁組成，與純銅材質比，重量比純銅導電材料減少50%左右，對于軌道交通、新能源汽車及航天領域，減重也意味著載荷增加、操控性能提升、航程加大、燃油經濟性提高，所以，銅鋁作為一種綜合體導體材料，其輕量化的效益不言而喻。第三、成本低特點，銅鋁復合導體材料中應用了大量的“鋁”，鋁的經濟成本相對降低，因此，在銅鋁復合導體材料投入應用中不必過多考慮經濟成本問題。

2 銅鋁復合導體材料性能類型分析

2.1 銅鋁復合導體材料的具體種類

銅鋁復合導體材料主要分為兩大種類，主要包括包覆型、側面鋁裸露型。其中，包覆型又成為銅鋁復合材料，其應用領域相對較廣，主要性能主要體現在經濟成本投入低、導電強、抗腐蝕、重量較輕等方面。另外，銅鋁復合導體材料根據其結構形狀主要分為：圓線、扁線、扁排等形狀結構。在相對于特種行業的需求，銅鋁復合導體材料還分為微絲與細絲兩種。

2.2 銅鋁復合導體材料性能分析

從上述概述章節中，已經對銅鋁復合導體材料主要特點進行闡明，本章節主要針對其性能進行深入分析，具體如下：第一、銅鋁復合導體材料在進行導電過程中穩定性較高，這也是銅鋁復合材料主要性能之一，通過反復實驗及測試，銅鋁復合導體材料可以具有較強的“穩定性”，這也是該材料在相關領域得以廣泛應用的重要實質體現。第二、具有輕量化特征，由于銅鋁復合導體材料本身由銅、鋁組成，與純銅材質比，純鋁的密度約是純銅的1/3，銅鋁復合排綜合重量比純銅導排減少50%左右，對于新型軌道交通、船舶運輸、新能源汽車、航空航天航天領域，交通工具的導電材料減重，也意味著載荷增加、操控性能提升、航程加大、燃油經濟性提高，所以，銅鋁作為一種綜合輕量化導體材料，其性能的有益效果明顯。

3 銅鋁復合導體材料的應用領域及發展前景

3.1 銅鋁復合導體材料的具體應用領域

通過對相關數據資料整理發現，銅鋁復合材料中的電力扁排研發及應用前景較為樂觀，并得到國內外諸多企業及專家關注，在國際各大領域中都大力投入應用，主要包括：電力系統中的開關柜、配電柜、發電機組等；鐵路系統中的牽引設備、變電站、變壓器等。另外，在航空、渡輪領域銅鋁復合排應用也較為廣泛。同時，在國內同樣基于銅鋁復合導體材料及“銅鋁排”的作用影響，其生產、應用領域也逐漸擴大，具體如下：第一，在屏蔽編織線中的實際應用。屏蔽編織線套主要應用于大型信號電纜及通訊管線，該線套主要防止電磁場干擾及電場干擾。通過對銅鋁復合導體材料分析研究發現，將編織線采用“銅”作為主要材料，可以起到一定的抗腐蝕效果。通過將銅鋁復合導體材料進行實際應用，發現銅覆蓋外表及鋁芯可以起到一定防電磁、電場干擾作用。第二，在汽車線束中的實際應用。汽車線束不同于其他線束，需要更為科學、精準的系統布局，但傳統汽車線束極易出現跳線等問題出現，通過對銅鋁復合導體材料進行應用，可起到提升壓接性能、降低抗搖擺及增強CCA線柔韌度等作用。第三，在電力電纜中的實際應用。銅鋁復合導體材料在電力電纜中具有一定應用效果，主要是由于電力電纜實際傳導的安全性、穩定性而言，通過銅鋁復合導體材料的實際應用，可提升其傳導效能，提升其電力電纜的安全穩定［1］。

3.2 銅鋁復合導體材料的發展前景

隨著我國綜合國力不斷提升，制造業作為我國基礎性保障行業，具有相對的重要性及意義性。十九大及習總書記重要講話中都將實現“科技制造”作為當下戰略發展主題及實質方向。“一帶一路”中明確提出帶動地域性經濟發展的重要基礎核心為“制造業”，而制造業一直是我國經濟建設的重要基礎。因此，基于新時期、新發展背景下對“銅鋁復合導體材料”應用現狀進行分析研究意義重大。只有不斷從問題實質性入手，將銅鋁復合導體材料應用發展及現狀進行深入剖析，將影響銅鋁復合導體材料效率、質量提升的問題性闡明，并結合未來應用發展前景及需求，為其銅鋁復合導體材料的應用發揮打下重要基礎［2］。

銅鋁復合導體材料作為一種重要應用型材料，其應用前景、發展空間十分廣闊。從我國汽車行業、生產加工行業、電力等相關行業發展需求來看。銅鋁復合導體材料具有一定的發展空間，但基于銅鋁復合導體材料的創新性研發，將其材料進行深度研發及實驗也尤為關鍵。這也是從未來發展領域出發，將銅鋁復合導體材料進行重新布局，對材料生產加工中的細節性進行逐一完善，并從實際情況及市場需求出發，構建現代化銅鋁復合導體材料生產流程及管理體系，具體如下：第一、實現大規模、智能化生產，在該生產流程環節中，銅鋁復合導體材料生產將跟更為規模化、效率化，充分實現各大領域的需求供給。第二、加強銅鋁復合導體材料的整體抗腐蝕性，基于現有材料的特征性能，將其抗腐蝕性進行全面創新升級并提升該材料的穩定性、安全新。因此，從未來發展角度來講，提升銅鋁復合導體材料的整體性能發揮及穩定應用是其主要研發方向［3］。

4 結語

綜上所述，通過對銅鋁復合導體材料的性能及其應用進行分析，主要包括銅鋁復合導體材料概述、銅鋁復合導體材料性能類型分析，其包括銅鋁復合導體材料的具體種類、銅鋁復合導體材料性能分析、銅鋁復合導體材料的應用領域及發展前景，其包括銅鋁復合導體材料的具體應用領域、銅鋁復合導體材料的發展前景等，從多方面、多角度對銅鋁復合導體材料的性能及于具體應用進行闡明，為下一步工作開展奠定堅實基礎。