Aleación de cobre y hierro: nueva tecnología de materiales
El país está desarrollando vigorosamente nuevas infraestructuras, lo que representa una oportunidad única para muchos materiales nuevos. Un nuevo material que ha atraído mucha atención en los últimos años, la aleación de cobre y hierro, tiene ventajas obvias y amplias perspectivas de aplicación. Además, las tecnologías relacionadas de mi país en este campo han tomado una posición de liderazgo en el mundo, lo que hace que su desarrollo futuro sea generalmente optimista. . Zhou Kechao, vicepresidente de la Universidad Central Sur, dijo una vez que se espera que la combinación de cobre y hierro, dos metales antiguos, irradie nueva vitalidad y produzca aplicaciones nuevas y generalizadas. Los materiales de aleación de cobre y hierro generarán una generación de tecnología de aplicación de materiales* **.
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1. Aprovecha la oportunidad de los tiempos y la "aleación de cobre y hierro" llama la atención.
Dos importantes seminarios consecutivos celebrados en la industria han ido haciendo que la "aleación de cobre y hierro" se haga pública. En particular, los títulos publicitarios de las dos reuniones, "Aleación de cobre-Fe, grandes promesas" y "Aleación de cobre-Fe, zarpe", son llamativos y apropiados. No sólo aclaran el objetivo de la reunión, sino que también explican bien el interés actual del mercado por los nuevos materiales de "aleaciones de cobre y hierro". Atención y expectativa.
Podemos sentir esta preocupación en las medidas pertinentes adoptadas por el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información y en la afirmación de la investigación y el desarrollo de nuevas tecnologías de materiales por parte de las asociaciones industriales.
En 2020, el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información encargó a la Asociación de la Industria de Metales No Ferrosos de China que realizara una investigación sobre estrategias para ampliar el consumo de materiales de cobre de alta gama. Después de muchas discusiones, optó por utilizar aleaciones de cobre y hierro y tuberías de agua de cobre como punto de entrada para crear aplicaciones de demostración típicas y aprovechar el potencial de consumo de las aleaciones de cobre. Ese mismo año, el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información también lanzó el primer lote de mecanismos de compensación de seguros para aplicaciones de nuevos materiales, con el fin de ampliar nuevas áreas de aplicación de productos. El Ministerio de Industria y Tecnología de la Información propuso y alentó: "Esperamos que, gracias a la oportunidad del seminario, podamos ampliar la cooperación entre upstream y downstream y mejorar conjuntamente las aleaciones de cobre y hierro". El nivel de desarrollo de los materiales ha contribuido a la construcción de la industria de metales no ferrosos de mi país.
2. La aleación de cobre y hierro tiene un "encanto" único
La aleación de cobre y hierro con alto contenido de hierro es un sistema de aleación de cobre basado en cobre con elementos de hierro añadidos. La aleación de cobre y hierro compuesta en una cierta proporción tiene tanto la alta conductividad eléctrica y la conductividad térmica del cobre como la alta permeabilidad magnética del hierro. Es una típica integración estructural y funcional. de materiales compuestos.
Las ventajas de la aleación cobre-hierro son numerosas. Desde la perspectiva del rendimiento del producto, tiene excelentes propiedades mecánicas, conductividad eléctrica y térmica y propiedades de blindaje electromagnético. Por ejemplo, se ha probado que la conductividad eléctrica del CuFe10 es cuatro veces mayor que la del bronce de estaño-fósforo actual, y sus propiedades mecánicas también son superiores a las del bronce de estaño-fósforo actual. Tiene el potencial de reemplazar ampliamente las aleaciones de cobre del sistema antiguo. En particular, su amplio espectro de excelente rendimiento de blindaje electromagnético no tiene comparación con otras aleaciones de cobre. En todo el mundo, las aleaciones de cobre y hierro pueden resolver fácilmente muchos problemas y fallas causadas por la influencia de campos electromagnéticos en equipos de alta gama, como automóviles, PC, máquinas eléctricas y electrónicas, maquinaria industrial y equipos de control de robots. Los resultados de las últimas investigaciones revelan que debido a las propiedades electroquímicas especiales de la aleación de cobre y hierro, también tiene excelentes funciones antibacterianas y antivirales.
Desde la perspectiva del coste de producción, el hierro es actualmente el producto más accesible y barato entre las materias primas metálicas. En el sistema actual de aleaciones de cobre, el costo de la materia prima de las aleaciones de cobre y hierro con alto contenido de hierro es relativamente bajo. Desde la perspectiva del proceso de producción, la adición de hierro no producirá sustancias nocivas y no se producirán sustancias nocivas durante el reciclaje.
Con base en las ventajas de rendimiento anteriores, los expertos analizan que los productos de aleación de cobre y hierro tienen enormes perspectivas de aplicación. Por ejemplo, se pueden utilizar tiras de cobre y hierro para disipadores de calor de teléfonos móviles 5G, escudos, materiales de placa posterior OLED de gran tamaño, disipadores de calor de pantallas LED de gran tamaño (ya utilizados en Japón), conectores eléctricos, placas de circuito de carga inalámbrica y aire. Acondicionamiento de tubos de condensador. etc.; Las varillas, varillas, alambres y alambres de aleación de cobre y hierro se pueden usar para alambres de blindaje electromagnético, cables de audio de alta fidelidad, alambres de blindaje electromagnético para motores de alta velocidad de drones, cables de alto voltaje, líneas de control de comunicación de robots, líneas de radiofrecuencia. y redes/cinturones trenzados de protección electromagnética, jaulas para maricultura, alambres de soldadura, etc.; el polvo de aleación de cobre y hierro se puede utilizar en pastillas de freno, revestimientos protectores absorbentes, impresión 3D, antibacterianos médicos (como la curación de heridas para diabéticos), etc.; Las aleaciones de cobre y hierro que se utilizan en motores asíncronos trifásicos, moldes de inyección, mecanizado eléctrico por chispa, puntas de soldadores, contactos eléctricos, etc. también tienen perspectivas de aplicación potenciales.
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3. El "un paso" del laboratorio a la producción industrial ha tardado décadas
En los últimos casi cien años de investigación y desarrollo, aunque la gente ha descubierto que las aleaciones de cobre y hierro tienen una variedad de excelentes propiedades y amplias perspectivas de aplicación, debido a la mala compatibilidad entre el cobre y el hierro, el cobre líquido y el hierro tienen un fenómeno de separación. que son incompatibles entre sí. Las aleaciones de hierro se conocen como "aceite" y "agua" de los materiales metálicos. Por tanto, no se han producido aleaciones de cobre-hierro con valor de uso real. Sin embargo, los estudiosos de todo el mundo no han dejado de investigar las aleaciones de cobre y hierro.
La mayor parte de la investigación sobre aleaciones de cobre y hierro en el mundo se realiza en Japón, con más de 30 años de experiencia en investigación, centrándose principalmente en la tecnología de preparación de aleaciones y aplicaciones de mercado, como autopartes de nueva energía, cabezas de pistón y cajas de control electrónico para electromagnéticas. blindaje. Materiales, discos de freno, etc.; fabricación de nueva maquinaria médica, cajas blindadas, salas blindadas, ropa sanitaria, etc.; campo de las comunicaciones electrónicas de nueva generación, materiales de blindaje para estaciones base de comunicaciones, materiales de difusión térmica, conectores, etc.; y varios tipos de blindaje electromagnético para cables aeroespaciales, varillas de soldadura para reparación de hélices de barcos, moldes de disipación de calor, cables de procesamiento de descargas eléctricas y otros campos. Sin embargo, la producción industrial de aleaciones de cobre y hierro no se ha realizado realmente.
La investigación nacional sobre aleaciones de cobre y hierro comenzó tarde. Inicialmente, se concentró principalmente en universidades y facultades, como la investigación de la Universidad de Ferrocarriles de Dalian sobre materiales compuestos in situ de Cu-20%Fe y la investigación de la Universidad Tecnológica de Chongqing sobre aleaciones de Cu-Fe de alta resistencia y conductividad. . Progresos de la investigación, como la investigación de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Shanghai sobre los cambios en la estructura y propiedades de las aleaciones de cobre y hierro con diferentes composiciones, la investigación de la Universidad de Zhejiang sobre el tratamiento térmico de homogeneización de aleaciones de cobre y hierro, la investigación de la Universidad Central Sur sobre la La fabricación y evolución de la microestructura y propiedades de las aleaciones de cobre y hierro, etc., se encuentran principalmente en la etapa de laboratorio. No fue hasta la participación activa de las empresas que el destino de las aleaciones de cobre y hierro cambió realmente.
4. El futuro de la "aleación de cobre y hierro"
Respecto al desarrollo futuro de las aleaciones de cobre y hierro, el periodista consideró durante la entrevista que todos tienen básicamente la misma idea. Los nuevos materiales de aleación de cobre y hierro tienen amplias perspectivas y ahora cuentan con la tecnología líder en el mundo, pero aún necesitan hacer grandes esfuerzos en investigación, desarrollo y promoción en el campo de aplicaciones. En la actualidad, nuestro país enfrenta el problema de resolver el "cuello atascado" de los materiales básicos, abrir la cadena de suministro industrial nacional y construir una nueva situación en la que el ciclo interno sea el cuerpo principal y los ciclos duales nacional e internacional promuevan entre sí. Para la investigación, desarrollo e industrialización de nuevos materiales de aleación de cobre y hierro, la aplicación será una oportunidad de oro.
Li Zhou, decano de la Facultad de Ciencias de Materiales de la Universidad Central Sur, dijo a los periodistas que actualmente, la tecnología de preparación industrializada de aleaciones de cobre y hierro de mi país, especialmente la preparación y procesamiento de aleaciones maestras de cobre y hierro, placas y tiras de aleaciones de cobre y hierro. y láminas, varillas y alambres de aleaciones de cobre y hierro y alambres ultrafinos, es de nivel internacional. *** A nivel, la investigación sobre los mecanismos relacionados está a la vanguardia y la solicitud de derechos de propiedad intelectual relevantes ha logrado avances significativos. Sin embargo, la investigación de aplicaciones actuales de esta aleación la llevan a cabo principalmente empresas japonesas y coreanas. Todavía existe una gran brecha en las universidades y empresas de producción nacionales en términos de investigación del rendimiento de los servicios de materiales y promoción y aplicación de aleaciones, y se necesitan grandes esfuerzos. Cree que las universidades y los institutos de investigación pueden realizar investigaciones sistemáticas y profundas sobre la tecnología de preparación de procesos cortos, las propiedades físicas especiales y las propiedades antibacterianas de las aleaciones de cobre y hierro; al mismo tiempo, basándose en las propiedades integrales especiales de las aleaciones de cobre y hierro, realizar aplicaciones en diferentes escenarios de investigación.
Algunas empresas dijeron que el entorno actual es una muy buena oportunidad para el desarrollo de aleaciones de cobre y hierro, porque el país propone constantemente la localización, lo que demuestra que todavía hay muchos materiales que dependen de las importaciones y "siguen" a los países extranjeros, y el cobre. -Las aleaciones de hierro son unas de las pocas que pueden crear un nuevo material "líder". Por esta razón, en el futuro será necesario invertir más mano de obra y recursos materiales en investigación para mantener este liderazgo. Él cree que la dirección de desarrollo futuro de las aleaciones de cobre y hierro es principalmente la investigación aplicada, como aplicaciones en nueva infraestructura, electrónica de comunicaciones de nueva generación y diversos campos de blindaje electromagnético aeroespacial. Para Shaanxi Rui, en el futuro se centrarán en la producción y fabricación, investigación de mercado, construcción de estandarización, etc., e invertirán en equipos de fabricación y procesos de preparación más avanzados para lograr alta pureza, alta consistencia, alta uniformidad y fabricación de bajo costo. aleaciones cobre-hierro. . En la actualidad, la empresa ha obtenido 6 patentes de aleaciones de cobre y hierro y ha presentado documentos estándar de la industria para lingotes de aleaciones de cobre y hierro, placas y tiras de aleaciones de cobre y hierro y varillas y alambres de aleaciones de cobre y hierro al Comité Nacional de Normas. En el futuro, seguirá fortaleciendo la investigación sobre la protección de la propiedad intelectual.
Los materiales de aleación de cobre y hierro con alto contenido de hierro son un sistema nuevo. Informes visibles en el extranjero, especialmente en Japón, revelan que más de 20 instituciones de investigación participan en investigaciones relacionadas, especialmente en blindaje electromagnético, disipación de calor conductivo, soldabilidad, propiedades antibacterianas, etc. Hay muchos logros en el campo de la investigación, pero nuestro país es casi en blanco en esta área. Nuestro avance actual en el campo de la industrialización de materiales es sólo el primer hito de la larga marcha. Su investigación y aplicación aún requiere de mucho trabajo e inversión. "Asumimos una importante misión histórica". Zheng Dun reveló a los periodistas que planean, sobre la base de "organismos de promoción de cooperación estrecha" como Ningbo Jintian Copper, Shaanxi Rui y la Universidad Central del Sur, atraer más empresas de aplicaciones, empresas de producción, unidades de investigación, etc. para que se unan, centrándose sobre la aplicación de blindaje, marcos de plomo, materiales de soldadura, etc. Aclarar las necesidades, formular planes de objetivos y trabajar juntos para mejorar la eficiencia de la I+D. También sugirió que los medios de comunicación deberían despertar el interés de expertos en una amplia gama de campos de aplicación nacionales a través de informes completos y profundos sobre este material, promoviendo así una investigación y desarrollo más extensos en "aplicación, producción, investigación, academia y política". "Con el apoyo de alianzas y políticas gubernamentales, proyectos (fondos), etc., haremos los debidos aportes para impulsar el progreso de la ciencia y la tecnología en nuestro país.
En dos importantes seminarios consecutivos celebrados en la industria, muchas empresas transformadoras también expresaron sus expectativas sobre los nuevos materiales de aleación de cobre y hierro. Algunas empresas han expresado gran preocupación por el progreso de los nuevos materiales de aleación de cobre y hierro y esperan que puedan aplicarse en nuevas energías, baterías y otros campos lo antes posible. Se espera que los nuevos materiales de aleación de cobre y hierro puedan utilizarse lo antes posible en campos como cables de alta corriente y producción de vehículos especiales, y que se pueda lograr un reemplazo localizado lo antes posible. Huang Zhiwen, profesor asociado de la Universidad de Hunan, habló sobre la demanda y aplicación de nuevos materiales de aleación de cobre y hierro en ingeniería civil para amortiguadores de dirección de corrientes parásitas y puentes de luces muy altas y muy largas. Algunas empresas han propuesto la idea de utilizar materiales de aleación de cobre y hierro en micromotores integrados optomecánicos y eléctricos para reemplazar los materiales SPCC originales (estampado + galvanoplastia).
