铜铝复合导体材料的性能及其应用

兰占军，严操，廉洋子，董晓文，王连忠

（烟台孚信达双金属股份有限公司，山东 烟台 264100）

1 铜铝复合导体材料概述

目前，随着我国科学技术水平不断提升，多种新型复合材料应运而出。其中，最为代表性的为铜铝复合导体材料，铜铝复合导体材料的研发及投入，对相关材料应用及使用成本起到一定的降低效果。“铜铝”材料主要是以铜、铝两种物质为基础，该复合导体材料外表，即表面为铜，其核心为铝，铜将铝芯进行覆盖加固，并通过技术加工后，形成的一种新型复合导体材料。铜铝复合导体材料具有以下特点，第一、导电性较强，与高强铝等材质相比，铜铝复合导体材料具有较强的导电效果，并且不需要外部因素及其他手段介入，在导电方面性能占具独特优势。第二、具有轻量化特征，由于铜铝复合导体材料本身由铜、铝组成，与纯铜材质比，重量比纯铜导电材料减少50%左右，对于轨道交通、新能源汽车及航天领域，减重也意味着载荷增加、操控性能提升、航程加大、燃油经济性提高，所以，铜铝作为一种综合体导体材料，其轻量化的效益不言而喻。第三、成本低特点，铜铝复合导体材料中应用了大量的“铝”，铝的经济成本相对降低，因此，在铜铝复合导体材料投入应用中不必过多考虑经济成本问题。

2 铜铝复合导体材料性能类型分析

2.1 铜铝复合导体材料的具体种类

铜铝复合导体材料主要分为两大种类，主要包括包覆型、侧面铝裸露型。其中，包覆型又成为铜铝复合材料，其应用领域相对较广，主要性能主要体现在经济成本投入低、导电强、抗腐蚀、重量较轻等方面。另外，铜铝复合导体材料根据其结构形状主要分为：圆线、扁线、扁排等形状结构。在相对于特种行业的需求，铜铝复合导体材料还分为微丝与细丝两种。

2.2 铜铝复合导体材料性能分析

从上述概述章节中，已经对铜铝复合导体材料主要特点进行阐明，本章节主要针对其性能进行深入分析，具体如下：第一、铜铝复合导体材料在进行导电过程中稳定性较高，这也是铜铝复合材料主要性能之一，通过反复实验及测试，铜铝复合导体材料可以具有较强的“稳定性”，这也是该材料在相关领域得以广泛应用的重要实质体现。第二、具有轻量化特征，由于铜铝复合导体材料本身由铜、铝组成，与纯铜材质比，纯铝的密度约是纯铜的1/3，铜铝复合排综合重量比纯铜导排减少50%左右，对于新型轨道交通、船舶运输、新能源汽车、航空航天航天领域，交通工具的导电材料减重，也意味着载荷增加、操控性能提升、航程加大、燃油经济性提高，所以，铜铝作为一种综合轻量化导体材料，其性能的有益效果明显。

3 铜铝复合导体材料的应用领域及发展前景

3.1 铜铝复合导体材料的具体应用领域

通过对相关数据资料整理发现，铜铝复合材料中的电力扁排研发及应用前景较为乐观，并得到国内外诸多企业及专家关注，在国际各大领域中都大力投入应用，主要包括：电力系统中的开关柜、配电柜、发电机组等；铁路系统中的牵引设备、变电站、变压器等。另外，在航空、渡轮领域铜铝复合排应用也较为广泛。同时，在国内同样基于铜铝复合导体材料及“铜铝排”的作用影响，其生产、应用领域也逐渐扩大，具体如下：第一，在屏蔽编织线中的实际应用。屏蔽编织线套主要应用于大型信号电缆及通讯管线，该线套主要防止电磁场干扰及电场干扰。通过对铜铝复合导体材料分析研究发现，将编织线采用“铜”作为主要材料，可以起到一定的抗腐蚀效果。通过将铜铝复合导体材料进行实际应用，发现铜覆盖外表及铝芯可以起到一定防电磁、电场干扰作用。第二，在汽车线束中的实际应用。汽车线束不同于其他线束，需要更为科学、精准的系统布局，但传统汽车线束极易出现跳线等问题出现，通过对铜铝复合导体材料进行应用，可起到提升压接性能、降低抗摇摆及增强CCA线柔韧度等作用。第三，在电力电缆中的实际应用。铜铝复合导体材料在电力电缆中具有一定应用效果，主要是由于电力电缆实际传导的安全性、稳定性而言，通过铜铝复合导体材料的实际应用，可提升其传导效能，提升其电力电缆的安全稳定［1］。

3.2 铜铝复合导体材料的发展前景

随着我国综合国力不断提升，制造业作为我国基础性保障行业，具有相对的重要性及意义性。十九大及习总书记重要讲话中都将实现“科技制造”作为当下战略发展主题及实质方向。“一带一路”中明确提出带动地域性经济发展的重要基础核心为“制造业”，而制造业一直是我国经济建设的重要基础。因此，基于新时期、新发展背景下对“铜铝复合导体材料”应用现状进行分析研究意义重大。只有不断从问题实质性入手，将铜铝复合导体材料应用发展及现状进行深入剖析，将影响铜铝复合导体材料效率、质量提升的问题性阐明，并结合未来应用发展前景及需求，为其铜铝复合导体材料的应用发挥打下重要基础［2］。

铜铝复合导体材料作为一种重要应用型材料，其应用前景、发展空间十分广阔。从我国汽车行业、生产加工行业、电力等相关行业发展需求来看。铜铝复合导体材料具有一定的发展空间，但基于铜铝复合导体材料的创新性研发，将其材料进行深度研发及实验也尤为关键。这也是从未来发展领域出发，将铜铝复合导体材料进行重新布局，对材料生产加工中的细节性进行逐一完善，并从实际情况及市场需求出发，构建现代化铜铝复合导体材料生产流程及管理体系，具体如下：第一、实现大规模、智能化生产，在该生产流程环节中，铜铝复合导体材料生产将跟更为规模化、效率化，充分实现各大领域的需求供给。第二、加强铜铝复合导体材料的整体抗腐蚀性，基于现有材料的特征性能，将其抗腐蚀性进行全面创新升级并提升该材料的稳定性、安全新。因此，从未来发展角度来讲，提升铜铝复合导体材料的整体性能发挥及稳定应用是其主要研发方向［3］。

4 结语

综上所述，通过对铜铝复合导体材料的性能及其应用进行分析，主要包括铜铝复合导体材料概述、铜铝复合导体材料性能类型分析，其包括铜铝复合导体材料的具体种类、铜铝复合导体材料性能分析、铜铝复合导体材料的应用领域及发展前景，其包括铜铝复合导体材料的具体应用领域、铜铝复合导体材料的发展前景等，从多方面、多角度对铜铝复合导体材料的性能及于具体应用进行阐明，为下一步工作开展奠定坚实基础。