单晶连铸铝线材的导电性能

《单晶连铸铝线材的导电性能》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第9卷第1期中国有色金属学报1999年3月Vol.9No.1TheChineseJournalofNonferrousMetalsMar.1999①单晶连铸铝线材的导电性能范新会李建国　傅恒志(西安工业学院材料工程系,西安710032)(西北工业大学凝固技术国家重点实验室,西安710072)摘　要　　测试了单晶连铸铝线材的室温导电性能,单晶连铸工业纯铝的电阻率平均为2.6455×-810Ωm,比金属型多晶试样表面细晶区降低11.5%,比中心粗晶区降低8.1%。晶界的有无对电阻率的影响很大,而晶界的多少对电阻率的影响较小。晶界对电阻率的影

2、响,归因于晶界上大量存在的空位、位错及杂质对电子散射的综合效应。关键词　金属单晶　连续铸造　工业纯铝　电阻率　晶界中图法分类号TG113.223　　随着电子工业和通讯技术的发展,对导体探讨晶界对导电性能及信号传输性能的影响。金属的性能提出了更高的要求;尤其是对作为通讯和音响电缆的导体线材,更要求其减小信1　试验方法号传输的失真性。因此,人们一方面追求使用[1]高纯金属导体如6N2OFC,另一方面则从导1.1　试样及其加工体线材的制造工艺入手,改善金属导体的组织铸态试样从单晶连铸d8mm线材[5]上截[2]结构,如在日本先后开发的LC2O

3、FC和取,以金属型浇注的同种材料d8mm多晶试[3]PCOCC铜线材,已用于高保真音像电缆。棒为对比试样。选用金属型铸棒是考虑到可以LC2OFC是80年代初期采用的技术,它是将得到典型的柱状晶组织,如图1(b)所示。这种无氧铜(OFC)在隋性气氛中加热至接近熔点温柱状晶的方向基本上与试样轴线方向垂直,因度,进行固相处理使晶粒异常长大,得到巨大此沿长度方向,主要为横向晶界,从而可以研晶粒无氧铜(GC2OFC);再经过机械拉拔,使究横向晶界对导电性能的影响。此外,金属型晶粒沿着拉拔方向伸长,成为平行排列的线性铸棒内外组织晶粒大小相差较大,可

4、以研究横无氧铜组织(LC2OFC)。这种组织使垂直于轴向晶界数目对电阻率影响的定量关系。为此,线的横向晶界减少,做为音像电缆导体,使音将铸态试棒先从中间用电火花切割方法取出1质的效果明显提高。自80年代中后期,单晶连mm厚的薄片(如图2所示)。再将此薄片沿直铸技术被开发以后,采用单晶金属导体制造音径方向切成1mm×1mm的方条,长120mm。像电缆成为可能,由于完全消除了横向晶界,这样从多晶试样不同位置上切取的方条样内便其信号传输特性应比LC2OFC更高。古河电器具有不同数目的横向晶界数。为了使测量具有公司以单晶连铸技术开发的PCOCC

5、(Pure可比性,单晶试样也同样切取。试样编号从圆CopperbyO.C.C.)系列音像电缆,被认为是柱试样边缘到中心分别为1,2,3,4,单晶试[4]最理想的导体。样和多晶试样编号前分别加“S”和“P”区别。通过对单晶连铸铝线材的导电性能测试,1.2　晶界数量的测定①凝固技术国家重点实验室开放课题资助　　收稿日期:1997-12-29;修回日期:1998-06-28范新会,男,33岁,工学博士,副教授©1995-2006TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.·88·中

6、国有色金属学报　　　　　　　　　　　　　　　　　1999年3月-6从试样的纵剖面金相照片上(图1(b)),在双臂电桥,其测量电阻的精度可达10Ω。所各电阻试样对应位置处,测量3次以上沿长度有试样的电阻统一在同一温度下测量(测量当方向1cm线段上的晶界数,取其平均值代表日室温～18℃),电阻率按欧姆定律计算:相应电阻试样单位长度的晶界数(个/cm)。由Sρ=R·(1)于电阻试样的横截面积较小(与晶粒的最小尺L式中ρ—计算的试样电阻率,Ω·m;R—测寸相当),故可认为在电阻试样的横截面中只2量的试样电阻,Ω;S—试样的截面积,m;有一个晶粒

7、,即不存在纵向晶界。这样,所测L—测量电阻时电压测取点之间的距离,m。量的单位长度的晶界数即可近似代表单位体积23中的晶界面积,即面缺陷密度(cm/cm)。1.3　电阻率的测量2　试验结果由于纯金属铝是电的良导体,电阻率较小,因此要求测量方法及仪器具有较高的精图3是晶界数与电阻率的关系。从图中可度。以看出,单晶铝具有很低的电阻率,而多晶铝试样随着横向晶界数目的增加电阻率增加。单-8晶铝的电阻率平均为2.6455×10Ωm(误差小于1%),比金属型多晶试样表面细晶区降低11.5%,比中心粗晶区降低8.1%。从而说明横向晶界对导电性能有显著

8、影响。图1试样的金相组织Fig.1Microstructuresofsamples(a)—Singlecrystalsample×1.2;(b)—Polycrystalsample×1.6图3晶界数与电阻率