CN110711792B - 一种银铜铁复合导电线材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种银铜铁复合导电线材及其制备方法,所述制备方法包括以下步骤:S1、将银管、铜管和铁棒在真空或惰性气体保护下进行再结晶退火处理;S2、采用机械方法或者化学方法对步骤S1处理过的银管、铜管和铁棒进行表面处理,去除其表面油污、氧化层及其它杂质;S3、将步骤S2处理过的铁棒进行表面机械碾压处理;S4、将步骤S3处理过的铁棒装入铜包套,并对其进行热处理;S5、将步骤S4处理过的铜/铁棒进行表面机械碾压处理;S6、将步骤S5处理过的铜/铁棒装入银包套,并对其进行热处理;S7、将步骤S6处理过的银/铜/铁棒冷拉拔至要求尺寸,在真空或惰性气体保护下进行退火处理,制备得到银/铜/铁复合导电线材。
Description
技术领域
本发明涉及电工材料技术领域,尤其涉及一种银铜铁复合导电线材及其制备方法。
背景技术
作为导电材料,其要求主要是良好的导电导热性、抗氧化、耐腐蚀、较高的强度及延展性等。铜及铜合金具有良好的传导性,是电力、电子及通讯领域主要的导电材料,通常用作电线或电缆的材料主要是纯铜,但是纯铜屈服强度仅为69MPa(《Materials Scienceand Engineering An Introduction:Eight Edition; John Wiley&Sons,Inc》;WilliamD.Callister,Jr.,David G.Rethwisch;2009; p168),限制了其进一步推广应用。银是导电率最高的金属、同时也具有良好的抗氧化性、耐蚀性、但是其价格昂贵,屈服强度仅为20-25MPa(《银》;中南大学出版社;宁远涛,赵怀志;2005;p67)。与银、铜相比,铁分布较广,储量居地壳含量第四,价格低廉,导电性良好,屈服强度为130MPa(《Materials Science andEngineering An Introduction:Eight Edition;John Wiley&Sons,Inc》; WilliamD.Callister,Jr.,David G.Rethwisch;2009;p168),但是其抗腐蚀性较差,易氧化生锈从而导致电阻急剧上升。
因此,将银、铜、铁中的任两者或者三者进行组合,充分利用各自优点,达到良好的强度、导电性、抗氧化及耐腐蚀性等优点,同时达到节约银、铜材料的经济要求,成为目前的研究热点。
首先将银、铜、铁进行配料并熔炼制成银铜铁合金是一种常见的高强高导电材料制备方法。中国专利公开号CN105839038A,公开日2016年8月10日,发明创造的名称为一种高强度高导电率Cu-Ag-Fe合金的制备方法,该申请案公开了一种高强度高导电率Cu-Ag-Fe合金的制备方法,其制备方法包括以下步骤:将Cu-Ag-Fe合金原料按配比熔炼,在1000~1300℃浇注制得铸态Cu-Ag-Fe母合金;在0.1~1T交变磁场作用下将Cu-Ag-Fe合金凝固;在0.1~30T稳恒磁场作用下对合金进行均匀化处理;然后进行预变形、中间退火热处理、再变形,最后在0.1~30T稳恒磁场下最终退火热处理,得到高强度高导电率Cu-Ag-Fe合金线材/板材。该方法利用电磁场、形变配合热处理制备Cu-Ag-Fe合金,不仅保留了 Cu-Ag合金优良的导电性,并且提高了合金强度,降低了合金原料成本。其不足之处在于该方法需要外加稳恒磁场进行熔炼、均匀化及退火处理,设备和成本要求较高,同时制备成合金在提高强度的同时,由于析出第二相造成的界面散射、固溶合金化造成的晶格畸变散射,在获得高强度的同时牺牲了导电性。
因此,为减少析出第二相、固溶合金化等造成的电子散射,一些研究者将银、铜、铁制成复合材料,从而达到降低材料的电阻率的目的。中国专利公开号CN102091718A,公开日2011年6月15日,发明创造的名称为银铜铁复合板的制造方法。该申请案公开了一种银铜铁复合板的制造方法,采用爆炸复合的方法,制成银铜铁复合板坯;然后热轧、冷轧、退火、裁剪校平、清洗、烘干,即制得银铜铁复合板。该发明的银铜铁复合板的制造方法,采用银铜铁三种金属复合一体的材料,取替传统的银铜材料,最大限度的节约了铜材料,还采用爆炸复合的轧制方法,使得材料的强度高于现有方法制得的银铜材料,结合强度更高、性能更稳定、使用更长久。其不足之处在于该方法采用的是采用炸药爆炸复合、成本较高同时也具有一定的危险性,整体工艺流程较长。
文献(Ag/Cu/Fe系层状复合材料的制备及性能,《贵金属》,2004,25 (4):p35-39),采用银、铜、铁带材为原料,制备成复合锭并通过挤压、拉拔等工序制成复合丝材。其缺点在于,由于复合锭中的三层(Ag/Cu/Fe)或四层(Ag/Cu/Fe/Cu)复合带在卷绕成圆柱并形成复合锭坯的过程中,其形成界面为3n(三层复合,n为卷绕圈数)或者4n(四层复合,n为卷绕圈数),由此造成界面散射,导致电阻率增大,同时热处理的过程中容易造成界面弯曲、褶皱等不均匀现象,造成微观上的晶格畸变及界面面积增大进一步导致电阻增加。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明第一方面提供了一种银铜铁复合导电线材的制备方法,包括以下步骤:
S1、将银管、铜管和铁棒在真空或惰性气体保护下进行再结晶退火处理;
S2、采用机械方法或者化学方法对步骤S1再结晶退火处理过的银管、铜管和铁棒进行表面处理,去除其表面油污、氧化层及其它杂质;
S3、将步骤S2处理过的铁棒进行表面机械碾压处理;
S4、将步骤S3处理过的铁棒装入铜包套,并对其进行热处理;
S5、将步骤S4处理过的铜/铁棒进行表面机械碾压处理;
S6、将步骤S5处理过的铜/铁棒装入银包套,并对其进行热处理;
S7、将步骤S6处理过的银/铜/铁棒冷拉拔至要求尺寸,再在真空或惰性气体保护下进行退火处理,制备得到银/铜/铁复合导电线材。
其中,所述步骤S1中,再结晶退火处理的温度为500-800℃,时间为1-4h。
其中,所述步骤S3中,表面机械碾压处理的条件为铁棒转速为300-800 r/min,刀具沿铁棒轴向进给速度为1-10mm/s,加工道次为1-10道次,每加工 1道次刀具在铁表面的压入深度为10-100μm。
其中,所述步骤S4中,热处理的温度为300-450℃,时间为1-2h。
其中,所述步骤S5中,表面机械碾压处理的条件为铜/铁棒转速为300-800 r/min,刀具沿铜/铁棒轴向进给速度为1-10mm/s,加工道次为1-10道次,每加工1道次刀具在铜表面的压入深度为10-100μm。
其中,所述步骤S6中,热处理的温度为200-250℃,时间为1-2h。
其中,所述步骤S7中,退火处理的温度为300-600℃,时间为1-2h。
其中,所述银管、所述铜管和所述铁棒均为坯料。
其中,所述银管坯料、所述铜管坯料和所述铁棒坯料的纯度均不低于99.5 wt%。
本发明第二方面提供了一种银铜铁复合导电线材,所述银铜铁复合导电线材是根据本发明第一方面提供的方法制备得到,所述银铜铁复合导电线材呈三层结构、自表面至芯部依次为银层、铜层和铁芯;所述复合导电线材中含两层界面,自表面至芯部依次为银/铜界面和铜/铁界面。
由于银和铁不互溶,从而其界面结合仅为机械结合,在拉丝过程中很容易发生包套与芯材的分离;通过对Ag-Cu、Cu-Fe二元相图分析可知,Ag-Cu、Cu-Fe 在一定温度下均能发生互扩散形成固溶体。因此本发明提供了一种银铜铁复合导电线材的制备方法,该方法采用银包套为表层、铜包套为中间过渡层、铁为芯材,制备银/铜/铁复合导电线材;同时为提高界面结合力,采用表面机械碾压处理技术(SMGT)对铁芯、铜包套进行表面处理,以获得铜和铁的纳米表面层,再通过热处理促进银/铜、铜/铁界面的互扩散,增强界面结合力。最终获得一种廉价、具有良好导电导热性、抗腐蚀性、抗氧化及较高强度和延展性的银/铜/铁复合导电线材。
本发明的有益效果:
本发明提供的银铜铁复合导电线材的制备方法,具有以下优点:
(1)银/铜/铁复合导电线材充分利用银、铜、铁各自优点:银表层提供良好的耐腐蚀性及抗氧化性;铜层介于银层和铁层之间,起到界面过渡层的作用,分别与银、铁形成良好的界面结合;铁芯提供良好的导电导热及较高强度,降低了复合导电线材成本;
(2)通过采用表面机械碾压处理获得均匀的铁、铜纳米表层,再通过热处理获得界面状态一致性和均匀性良好的铜/铁、银/铜界面,界面结合强度高;
(3)本方法用到的设备均为常见材料加工装备,制备方法简单,周期短,适用范围广,本方法可广泛用于金属材料多层复合丝材的制备。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案,下面将对实施方式中需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式,对应本领域的普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1提供的方法制备得到的银铜铁复合导电线材的横截面图片。
具体实施方式
以下是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
实施例1
本发明提供了一种银铜铁复合导电线材的制备方法,采用纯度为99.5wt%的银管、99.5wt%的铜管和99.5wt%的铁棒为坯料;铁棒的直径为45mm,长度为100mm;铜管的内径为45mm,外径为46mm,长度为100mm;银管的内径为46mm,外径为47mm,长度为100mm。
本实施例提供的银铜铁复合导电线材的制备方法包括以下步骤:
S1、将银管、铜管和铁棒在真空度为1×10-3Pa,温度为600℃条件下,再结晶退火处理2h;
S2、采用砂纸对步骤S1再结晶退火处理过的银管、铜管和铁棒进行表面处理,去除其表面油污、氧化层及其它杂质;
S3、将步骤S2处理过的铁棒进行表面机械碾压处理,处理条件为铁棒转速为300r/min,刀具沿铁棒轴向进给速度为3mm/s,加工道次为3道次,每加工 1道次刀具在铁棒表面的压入深度为20μm;
S4、将步骤S3处理过的铁棒装入铜包套在真空度为1×10-3Pa,温度为300℃条件下,热处理1h;
S5、将步骤S4处理过的铜/铁棒进行表面机械碾压处理,处理条件为铜/铁棒转速为300r/min,刀具沿铜/铁棒轴向进给速度为2mm/s,加工道次为3道次,每加工1道次刀具在铜表面的压入深度为20μm;
S6、将步骤S5处理过的铜/铁棒装入银包套,在真空度为1×10-3Pa,温度为 200℃条件下,热处理1h;
S7、将步骤S6处理过的银/铜/铁棒冷拉拔至直径为1mm,在真空度为1×10-3 Pa,温度为500℃条件下,退火2h,制备得到银/铜/铁复合导电线材。
对实施例1制备得到的银/铜/铁复合导电线材进行力学及电学性能测试:屈服强度为122.8MPa,延伸率为42.7%,电阻率为9.4×10-8Ω·m,整体力学电学性能良好,在显微镜下观察发现复合材料界面结合良好,银、铜、铁厚度分布均匀,如图1所示。
实施例2
本发明提供了一种银铜铁复合导电线材的制备方法,采用纯度为99.95wt%的银管、99.95wt%的铜管和99.95wt%的铁棒为坯料;铁棒的直径为30mm,长度为150mm;铜管的内径为30mm,外径为32mm,长度为150mm;银管的内径为32mm,外径为33.5mm,长度为150mm。
本实施例提供的银铜铁复合导电线材的制备方法包括以下步骤:
S1、将银管、铜管和铁棒在真空度为2×10-3Pa,温度为700℃条件下,再结晶退火处理1h;
S2、采用砂纸对步骤S1再结晶退火处理过的银管、铜管和铁棒进行表面处理,去除其表面油污、氧化层及其它杂质;
S3、将步骤S2处理过的铁棒进行表面机械碾压处理,处理条件为铁棒转速为400r/min,刀具沿铁棒轴向进给速度为5mm/s,加工道次为5道次,每加工 1道次刀具在铁棒表面的压入深度为30μm;
S4、将步骤S3处理过的铁棒装入铜包套在真空度为2×10-3Pa,温度为400℃条件下,热处理1h;
S5、将步骤S4处理过的铜/铁棒进行表面机械碾压处理,处理条件为铜/铁棒转速为400r/min,刀具沿铜/铁棒轴向进给速度为4.5mm/s,加工道次为5道次,每加工1道次刀具在铜表面的压入深度为30μm;
S6、将步骤S5处理过的铜/铁棒装入银包套,在真空度为2.5×10-3Pa,温度为200℃条件下,热处理1.5h;
S7、将步骤S6处理过的银/铜/铁棒冷拉拔至直径为1mm,在真空度为 2.5×10-3Pa,温度为450℃条件下,退火2h,制备得到银/铜/铁复合导电线材。
对实施例2制备得到的银/铜/铁复合导电线材进行力学及电学性能测试:屈服强度为115.6MPa,延伸率为43.5%,电阻率为8.3×10-8Ω·m,整体力学电学性能良好,在显微镜下观察发现复合材料界面结合良好,银、铜、铁厚度分布均匀。
实施例3
本发明提供了一种银铜铁复合导电线材的制备方法,采用纯度为99.995 wt%的银管、99.995wt%的铜管和99.995wt%的铁棒为坯料;铁棒的直径为20 mm,长度为200mm;铜管的内径为20mm,外径为23mm,长度为200mm;银管的内径为23mm,外径为24.6mm,长度为200mm。
本实施例提供的银铜铁复合导电线材的制备方法包括以下步骤:
S1、将银管、铜管和铁棒在氮气氛围保护下,温度为700℃条件下,再结晶退火处理1h;
S2、采用砂纸对步骤S1再结晶退火处理过的银管、铜管和铁棒进行表面处理,去除其表面油污、氧化层及其它杂质;
S3、将步骤S2处理过的铁棒进行表面机械碾压处理,处理条件为铁棒转速为500r/min,刀具沿铁棒轴向进给速度为6mm/s,加工道次为5道次,每加工 1道次刀具在铁棒表面的压入深度为40μm;
S4、将步骤S3处理过的铁棒装入铜包套在氮气氛围保护下,温度为350℃条件下,热处理1h;
S5、将步骤S4处理过的铜/铁棒进行表面机械碾压处理,处理条件为铜/铁棒转速为600r/min,刀具沿铜/铁棒轴向进给速度为2.5mm/s,加工道次为2道次,每加工1道次刀具在铜表面的压入深度为60μm;
S6、将步骤S5处理过的铜/铁棒装入银包套在氮气氛围保护下,温度为200℃条件下,热处理1.5h;
S7、将步骤S6处理过的银/铜/铁棒冷拉拔至直径为1mm,在氮气氛围保护下,温度为380℃条件下,退火1h,制备得到银/铜/铁复合导电线材。
对实施例3制备得到的银/铜/铁复合导电线材进行力学及电学性能测试:屈服强度为102.8MPa,延伸率为44.7%,电阻率为7.2×10-8Ω·m,整体力学电学性能良好,在显微镜下观察发现复合材料界面结合良好,银、铜、铁厚度分布均匀。
为了验证本发明提供的制备方法中步骤S3对铁棒进行表面机械碾压处理以及步骤S5对铜/铁棒进行表面机械碾压处理对最终制备得到的银/铜/铁复合导电线材力学性能的影响,以下将以实施例3为参考,设置对比实施例1。
对比实施例1
采用纯度为99.995wt%的银管、99.995wt%的铜管和99.995wt%的铁棒为坯料;铁棒的直径为20mm,长度为200mm;铜管的内径为20mm,外径为23 mm,长度为200mm;银管的内径为23mm,外径为24.6mm,长度为200mm。
对比实施例1提供的银铜铁复合导电线材的制备方法包括以下步骤:
S1、将银管、铜管和铁棒在氮气氛围保护下,温度为700℃条件下,再结晶退火处理1h;
S2、采用砂纸对步骤S1再结晶退火处理过的银管、铜管和铁棒进行表面处理,去除其表面油污、氧化层及其它杂质;
S3、将步骤S2处理过的铁棒装入铜包套在氮气氛围保护下,温度为350℃条件下,热处理1h;
S4、将步骤S3处理过的铜/铁棒装入银包套在氮气氛围保护下,温度为200℃条件下,热处理1.5h;
S5、将步骤S4处理过的银/铜/铁棒冷拉拔至直径为13.5mm时就发生断裂,取部分完整的银/铜/铁棒在氮气氛围保护下,温度为380℃条件下,退火1h,制备得到银/铜/铁复合导电线材。将对比实施例1制备得到的银/铜/铁复合导电线材进行力学及电学性能测试:屈服强度为72.5MPa,延伸率为33.7%,电阻率为8.9×10-8Ω·m。对比实施例1制备得到的银/铜/铁复合导电线材与实施例3制备得到的银/铜/铁复合导电线材相比,屈服强度和延伸率有所降低,电阻率有所升高,力学性能和电学性能相比实施例3都变差很多。
由此可知,在铜包套之前不对铁棒进行表面机械碾压处理以及在银包套之前不对铜/铁棒进行表面机械碾压处理,最终制备得到的银/铜/铁复合导电线材的综合性能较差。
为了验证本发明提供的制备方法中步骤S3对铁棒进行表面机械碾压处理对最终制备得到的银/铜/铁复合导电线材力学性能的影响,以下将以实施例3为参考,设置对比实施例2。
对比实施例2
采用纯度为99.995wt%的银管、99.995wt%的铜管和99.995wt%的铁棒为坯料;铁棒的直径为20mm,长度为200mm;铜管的内径为20mm,外径为23 mm,长度为200mm;银管的内径为23mm,外径为24.6mm,长度为200mm。
对比实施例2提供的银铜铁复合导电线材的制备方法包括以下步骤:
S1、将银管、铜管和铁棒在氮气氛围保护下,温度为700℃条件下,再结晶退火处理1h;
S2、采用砂纸对步骤S1再结晶退火处理过的银管、铜管和铁棒进行表面处理,去除其表面油污、氧化层及其它杂质;
S3、将步骤S2处理过的铁棒装入铜包套在氮气氛围保护下,温度为350℃条件下,热处理1h;
S4、将步骤S3处理过的铜/铁棒进行表面机械碾压处理,处理条件为铜/铁棒转速为600r/min,刀具沿铜/铁棒轴向进给速度为2.5mm/s,加工道次为2道次,每加工1道次刀具在铜表面的压入深度为60μm;
S5、将步骤S4处理过的铜/铁棒装入银包套在氮气氛围保护下,温度为200℃条件下,热处理1.5h;
S6、将步骤S5处理过的银/铜/铁棒冷拉拔至直径为1mm,在氮气氛围保护下,温度为380℃条件下,退火1h,制备得到银/铜/铁复合导电线材。
将对比实施例2制备得到的银/铜/铁复合导电线材进行力学及电学性能测试:屈服强度为84.6MPa,延伸率为39.2%,电阻率为8.2×10-8Ω·m。对比实施例2制备得到的银/铜/铁复合导电线材与实施例3制备得到的银/铜/铁复合导电线材相比,屈服强度和延伸率有所降低,电阻率有所升高,力学性能和电学性能相比实施例3都变差了。
由此可知,在铜包套之前不对铁棒进行表面机械碾压处理,最终制备得到的银/铜/铁复合导电线材的综合性能较差。
为了验证本发明提供的制备方法中步骤S5对铜/铁棒进行表面机械碾压处理对最终制备得到的银/铜/铁复合导电线材力学性能的影响,以下将以实施例3 为参考,设置对比实施例3。
对比实施例3
采用纯度为99.995wt%的银管、99.995wt%的铜管和99.995wt%的铁棒为坯料;铁棒的直径为20mm,长度为200mm;铜管的内径为20mm,外径为23 mm,长度为200mm;银管的内径为23mm,外径为24.6mm,长度为200mm。
对比实施例3提供的银铜铁复合导电线材的制备方法包括以下步骤:
S1、将银管、铜管和铁棒在氮气氛围保护下,温度为700℃条件下,再结晶退火处理1h;
S2、采用砂纸对步骤S1再结晶退火处理过的银管、铜管和铁棒进行表面处理,去除其表面油污、氧化层及其它杂质;
S3、将步骤S2处理过的铁棒进行表面机械碾压处理,处理条件为铁棒转速为500r/min,刀具沿铁棒轴向进给速度为6mm/s,加工道次为5道次,每加工 1道次刀具在铁棒表面的压入深度为40μm;
S4、将步骤S3处理过的铁棒装入铜包套在氮气氛围保护下,温度为350℃条件下,热处理1h;
S5、将步骤S4处理过的铜/铁棒装入银包套在氮气氛围保护下,温度为200℃条件下,热处理1.5h;
S6、将步骤S5处理过的银/铜/铁棒冷拉拔至直径为1mm,在氮气氛围保护下,温度为380℃条件下,退火1h,制备得到银/铜/铁复合导电线材。
将对比实施例3制备得到的银/铜/铁复合导电线材进行力学及电学性能测试:屈服强度为93.5MPa,延伸率为41.8%,电阻率为7.8×10-8Ω·m。对比实施例3制备得到的银/铜/铁复合导电线材与实施例3制备得到的银/铜/铁复合导电线材相比,屈服强度和延伸率有所降低,电阻率有所升高,力学性能和电学性能相比实施例3都变差了。
由此可知,只在铜包套之前对铁棒进行表面机械碾压处理,而在银包套之前不对铜/铁棒进行表面机械碾压处理,最终制备得到的银/铜/铁复合导电线材的综合性能也较差。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都是属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种银铜铁复合导电线材的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、将银管、铜管和铁棒在真空或惰性气体保护下进行再结晶退火处理;
S2、采用机械方法或者化学方法对步骤S1再结晶退火处理过的银管、铜管和铁棒进行表面处理,去除其表面油污、氧化层及其它杂质;
S3、将步骤S2处理过的铁棒进行表面机械碾压处理,所述表面机械碾压处理的条件为铁棒转速为300-800r/min,刀具沿铁棒轴向进给速度为1-10mm/s,加工道次为1-10道次,每加工1道次刀具在铁表面的压入深度为10-100μm;
S4、将步骤S3处理过的铁棒装入铜包套,并对其进行热处理;
S5、将步骤S4处理过的铜/铁棒进行表面机械碾压处理,所述表面机械碾压处理的条件为铜/铁棒转速为300-800r/min,刀具沿铜/铁棒轴向进给速度为1-10mm/s,加工道次为1-10道次,每加工1道次刀具在铜表面的压入深度为10-100μm;
S6、将步骤S5处理过的铜/铁棒装入银包套,并对其进行热处理;
S7、将步骤S6处理过的银/铜/铁棒冷拉拔至要求尺寸,再在真空或惰性气体保护下进行退火处理,制备得到银/铜/铁复合导电线材。
2.根据权利要求1所述的一种银铜铁复合导电线材的制备方法,其特征在于:所述步骤S1中,再结晶退火处理的温度为500-800℃,时间为1-4h。
3.根据权利要求1所述的一种银铜铁复合导电线材的制备方法,其特征在于:所述步骤S4中,热处理的温度为300-450℃,时间为1-2h。
4.根据权利要求1所述的一种银铜铁复合导电线材的制备方法,其特征在于:所述步骤S6中,热处理的温度为200-250℃,时间为1-2h。
5.根据权利要求1所述的一种银铜铁复合导电线材的制备方法,其特征在于:所述步骤S7中,退火处理的温度为300-600℃,时间为1-2h。
6.根据权利要求1-5中任意一项权利要求所述的一种银铜铁复合导电线材的制备方法,其特征在于:所述银管、所述铜管和所述铁棒均为坯料。
7.根据权利要求6所述的一种银铜铁复合导电线材的制备方法,其特征在于:所述银管坯料、所述铜管坯料和所述铁棒坯料的纯度均不低于99.5wt%。
8.一种银铜铁复合导电线材,其特征在于:按照权利要求1-7中任意一种方法制备得到的银铜铁复合导电线材呈三层结构,自表面至芯部依次为银层、铜层和铁芯;所述复合导电线材中含两层界面,自表面至芯部依次为银/铜界面和铜/铁界面。
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0110970A1 (en) * | 1982-05-26 | 1984-06-20 | McCLEES INDUSTRIES, INC. | Alternating-current attracting electromagnet |
CN2107701U (zh) * | 1991-11-27 | 1992-06-17 | 北京海淀科友机电研究所 | 多层金属导电线材 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0110970A1 (en) * | 1982-05-26 | 1984-06-20 | McCLEES INDUSTRIES, INC. | Alternating-current attracting electromagnet |
CN2107701U (zh) * | 1991-11-27 | 1992-06-17 | 北京海淀科友机电研究所 | 多层金属导电线材 |
CN101707083A (zh) * | 2009-12-15 | 2010-05-12 | 中国科学院电工研究所 | 采用银包套制备的铁基化合物超导线材或带材 |
CN103074554A (zh) * | 2012-12-27 | 2013-05-01 | 昆明贵金属研究所 | 金/银/铜合金新型复合丝材及其制备方法 |
CN103752805A (zh) * | 2013-04-16 | 2014-04-30 | 云南大学 | 银包覆镍或铁芯复合电极丝的制造方法 |
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