CN100347321C - 高热导率的铜合金材料 - Google Patents

Abstract

一种高热导率的铜合金材料，它由按重量百分比计的以下组分组成：0.0010%—0.0050%的Li，0.10%—0.20%的Te，余量为Cu。它以纯铜、纯锂、纯碲为原料经真空熔炼制得。其热导率比纯紫铜高28%，比纯银高21%，电导率≥100%(IACS)。

Description

高热导率的铜合金材料

一、技术领域

本发明涉及合金，特别是高热导率和高电导率的铜合金材料制造领域。

二、背景技术

当今时代电子技术突飞猛进，电子元器件飞速发展，如一只晶片上集成的晶体管越来越多，从大规模集成电路已进入到超大规模集成电路。单位面积上的晶体管越多，耗能就越多，散热就成了大问题。预计在2005年一只晶片上集成2亿个晶体管，它就会热得象“核反应堆”，到2010年若一只晶片上集成的晶体管翻一番，就会热到火箭发射时高温气体喷嘴的水平，到2015年若晶体管集成数目再翻番，就会热得与太阳表面温度一样高。因此，超大规模芯片的耗能和散热将成为一个根本性限制，并成为制约整个信息产业乃至全球经济发展的大问题。又如通讯系统，功能越来越多，数据传送越来越快，数码就越来越庞大，耗能越来越巨大，所产生的热量就十分巨大，热能不能迅速散去，热量积累起来，就会烧坏机器。再如地对空导弹系统，假设原来同时控制三枚导弹，现同时控制6枚导弹，码子至少增加一倍，耗能至少翻一番，倘若热量不迅速散去，机器很快就会热得无法工作，甚至烧坏。因此，散热成为各种高科技、军事产品发展的大敌。

在现有导热金属材料中，纯银的热导率最高(λ＝405～414wm^-1k^-1)，纯紫铜次之(λ＝388～391wm^-1k^-1)，但是，现有常规导热材料正面临飞速发展的高新技术产业，尤其是电子业的挑战，已不能满足对高导热材料的要求。

三、发明内容

本发明的目的是提供一种高热导率的铜合金材料，它具有比纯紫铜、甚至比纯银更好的导热性能。本发明的目的通过由以下技术方案加以实现：一种高热导率的铜合金材料，它由按重量百分比计的以下组分组成：0.0010％-0.0050％的Li，0.10％-0.20％的Te，余量为Cu。

本发明的工艺过程如下：根据上述合金中各组分的含量要求，采用纯铜、纯锂和纯碲为原料，分别经过真空熔炼，分别制出LiCu合金和TeCu合金，再将上述两合金通过真空熔炼，制得含量合符要求的LiTeCu合金。

经微观研究及机理分析得知，Te在铜中以化合物的形式溶于铜中，呈链状平行排，沿晶界和晶内分布，Li起脱氧作用和渗入Te元素后，成线状分布，产生第二相，呈沉淀强化，大大提高了合金的热导率和电导率。本发明经西南交通大学分析测试中心检测其热导率λ＝491～502wm^-1k^-1(SI制)。该材料热导率比纯紫铜(λ＝388～391wm^-1k^-1)高28％，比纯银高21％左右(纯银的热导率最高，纯紫铜次之)。经中国测试技术研究院检测，其电导率≥100％IACS。

四、具体实施方式

实旋例1：按照上述工艺过程，第一步：真空熔炼制得LiCu及TeCu合金，第二步：将两合金真空熔炼制得下述重量百分比含量的铜合金材料：

Li    0.0020％

Te    0.12％

Cu    余量

该合金热导率498wm^-1k^-1(SI)，电导率102.1％(IACS)。

实旋例2：工艺过程同上，真空熔炼制得下述重量百分比含量的铜合金材料：

Li    0.0030％

Te    0.15％

Cu    余量

该合金热导率502wm^-1k^-1(SI)，电导率102.4％(IACS)。

实旋例3：工艺过程同上，真空熔炼制得下述重量百分比含量的铜合金材料：

Li    0.0040％

Te    0.18％

Cu    余量

该合金热导率491wm^-1k^-1(SI)，电导率101.5％(IACS)。

Claims (4)

1、一种铜合金材料，其特征是，它由按重量百分比计的以下组分组成：

0.0010％-0.0050％的Li，

0.10％-0.20％的Te，

余量为Cu。

2、根据权利要求1所述的铜合金材料，其特征是它由以下组分组成：

0.0020％的Li，

0.12％的Te，

余量为Cu。

3、根据权利要求1所述的铜合金材料，其特征是它由以下组分组成：

0.0030％的Li，

0.15％的Te，

余量为Cu。

4、根据权利要求1所述的铜合金材料，其特征是它由以下组分组成：

0.0040％的Li，

0.18％的Te，

余量为Cu。