סגסוגת נחושת-ברזל - טכנולוגיית חומרים חדשה
המדינה מפתחת במרץ תשתיות חדשות, המהווה הזדמנות נדירה לחומרים חדשים רבים. לחומר חדש שמשך תשומת לב רבה בשנים האחרונות, סגסוגת נחושת-ברזל, יש יתרונות ברורים וסיכויי יישום רחבים. יתרה מכך, הטכנולוגיות הקשורות למדינה שלי בתחום זה תפסו עמדה מובילה בעולם, מה שהופך את ההתפתחות העתידית שלה לאופטימית בדרך כלל. . ז'ו קצ'או, סגן נשיא אוניברסיטת מרכז דרום, אמר פעם ששילוב של נחושת וברזל, שתי מתכות עתיקות, צפוי להקרין חיוניות חדשה ולייצר יישומים חדשים ונרחבים. חומרים מסגסוגת נחושת-ברזל יביאו לדור של טכנולוגיית יישום חומרים* **.
image.png
1. נצלו את ההזדמנות של הזמן ו"סגסוגת נחושת-ברזל" מושכת תשומת לב
שני סמינרים מובילים רצופים שהתקיימו בתעשייה הביאו בהדרגה את "סגסוגת ברזל נחושת" לעין הציבור. בפרט, כותרות הפרסום של שני המפגשים, "סגסוגת נחושת-פה, הבטחות גדולות" ו"סגסוגת נחושת-פה, מפרש", מושכות את העין ומתאימות. הם לא רק מבהירים את מטרת הפגישה, אלא גם מסבירים היטב את העניין של השוק הנוכחי בחומרים חדשים של "סגסוגת נחושת-ברזל". תשומת לב וציפייה.
אנו יכולים להרגיש את החשש הזה מהצעדים הרלוונטיים שנקט משרד התעשייה וטכנולוגיות המידע ומהאישור של המחקר והפיתוח של טכנולוגיות חומר חדשות על ידי איגודי התעשייה.
בשנת 2020, משרד התעשייה וטכנולוגיית המידע הזמין את איגוד תעשיית המתכות הלא ברזליות בסין לבצע מחקר על אסטרטגיות להרחבת הצריכה של חומרי נחושת מתקדמים. לאחר דיונים רבים, היא בחרה להשתמש בסגסוגות נחושת-ברזל ובצינורות מים נחושת כנקודת הכניסה ליצירת יישומי הדגמה טיפוסיים ולנצל את פוטנציאל הצריכה של סגסוגות נחושת. באותה שנה השיק משרד התעשייה והתקשוב גם את המנה הראשונה של מנגנוני פיצוי ביטוחי יישומים ליישומים חומריים חדשים, במטרה להרחיב תחומי יישום חדשים של מוצרים. משרד התעשייה וטכנולוגיית המידע הציע ועודד: "אנו מקווים שבאמצעות הזדמנות הסמינר נוכל להרחיב את שיתוף הפעולה בין במעלה הזרם ובמורד הזרם ולשפר במשותף סגסוגות נחושת-ברזל". רמת הפיתוח של החומרים תרמה לבניית תעשיית המתכת האל-ברזלית של ארצי.
2. לסגסוגת נחושת-ברזל יש "קסם" ייחודי
תכולת ברזל גבוהה סגסוגת נחושת-ברזל היא מערכת סגסוגת נחושת המבוססת על נחושת בתוספת יסודות ברזל. לסגסוגת הברזל-נחושת המורכבת מפרופורציה מסוימת יש גם מוליכות חשמלית ומוליכות תרמית גבוהה של נחושת וגם חדירות מגנטית גבוהה של ברזל. זוהי אינטגרציה מבנית ופונקציונלית טיפוסית. של חומרים מרוכבים.
היתרונות של סגסוגת ברזל נחושת הם רבים. מנקודת המבט של ביצועי המוצר, יש לו תכונות מכניות מצוינות, מוליכות חשמלית ותרמית ותכונות מיגון אלקטרומגנטיות. לדוגמה, נבדק שהמוליכות החשמלית של CuFe10 היא פי ארבעה מזו של ברונזה בדיל-זרחן הנוכחי, והתכונות המכניות שלו גבוהות גם מזו של ברונזה בדיל-זרחן הנוכחי. יש לו פוטנציאל להחליף באופן נרחב סגסוגות נחושת מערכת ישנות. בפרט, הספקטרום הרחב שלו של ביצועי מיגון אלקטרומגנטיים מצוינים אינו דומה לסגסוגות נחושת אחרות. ברחבי העולם, סגסוגות נחושת-ברזל יכולות לפתור בקלות בעיות ותקלות רבות הנגרמות מהשפעת שדות אלקטרומגנטיים בציוד מתקדם כגון מכוניות, מחשבים אישיים, מכונות חשמליות ואלקטרוניקות, מכונות תעשייתיות וציוד בקרת רובוטים. תוצאות המחקר העדכניות מגלות כי בשל התכונות האלקטרוכימיות המיוחדות של סגסוגת ברזל-נחושת, יש לה גם פונקציות אנטיבקטריאליות ואנטי-ויראליות מצוינות.
מנקודת המבט של עלות הייצור, ברזל הוא כיום המוצר הנגיש והזול ביותר מבין חומרי הגלם ממתכת. במערכת סגסוגת הנחושת הנוכחית, עלות חומר הגלם של סגסוגות נחושת-ברזל עם תכולת ברזל גבוהה נמוכה יחסית. מבחינת תהליך הייצור, תוספת ברזל לא תניב חומרים מזיקים, ואין חומרים מזיקים במהלך המיחזור.
בהתבסס על יתרונות הביצועים לעיל, מומחים מנתחים שלמוצרי סגסוגת נחושת-ברזל יש סיכויי יישום עצומים. לדוגמה, ניתן להשתמש ברצועות נחושת וברזל עבור גופי קירור 5G לטלפונים ניידים, מגנים, חומרים ללוח אחורי של OLED בגודל גדול, גופי קירור לתצוגה LED בגודל גדול (כבר בשימוש ביפן), מחברים חשמליים, לוחות טעינה אלחוטיים ואוויר מיזוג צינורות מעבה. וכו.; מוטות, מוטות, חוטים וחוטים מסגסוגת נחושת-ברזל יכולים לשמש עבור חוטי מיגון אלקטרומגנטיים, כבלי אודיו נאמנות גבוהה, חוטי מיגון אלקטרומגנטי למנועים מהירים של מל"טים, כבלי מתח גבוה, קווי בקרה לתקשורת רובוטים, קווי תדר רדיו , ורשתות/ חגורות מיגון אלקטרומגנטיות קלועות, כלובי גידול ימי, חוטי ריתוך וכו'; ניתן להשתמש באבקת סגסוגת נחושת-ברזל ברפידות בלמים, ציפויים סופגים, הדפסת תלת מימד, אנטיבקטריאלי רפואי (כגון ריפוי פצעים סוכרתיים) וכו'; סגסוגות נחושת-ברזל משמשות במנועים אסינכרוניים תלת פאזיים, תבניות הזרקה, עיבוד ניצוץ חשמלי, קצות מלחם, מגעים חשמליים וכו' יש גם סיכויי יישום פוטנציאליים.
image.png
image.png
image.png
image.png
3. ה"צעד אחד" מייצור מעבדתי לייצור תעשייתי נמשך עשרות שנים
במהלך כמעט מאה השנים האחרונות של מחקר ופיתוח, למרות שאנשים גילו שלסגסוגות נחושת-ברזל יש מגוון תכונות מצוינות וסיכויי יישום רחבים, בגלל התאימות הירודה בין נחושת וברזל, לנחושת נוזלית ולברזל יש תופעת הפרדה שאינם מתאימים אחד לשני. סגסוגות ברזל ידועות כ"שמן" ו"מים" של חומרי מתכת. לכן לא יוצרו סגסוגות נחושת-ברזל בעלות ערך שימוש אמיתי. עם זאת, חוקרים ברחבי העולם לא הפסיקו לחקור סגסוגות נחושת-ברזל.
מרבית המחקר על סגסוגות ברזל נחושת בעולם הוא ביפן, עם יותר מ-30 שנות ניסיון במחקר, בעיקר התמקדות בטכנולוגיית הכנת סגסוגות ויישומי שוק, כגון חלקי אנרגיה חדשים לרכב, ראשי בוכנה ותיבות בקרה אלקטרוניות לאלקטרומגנטיות. מיגון. חומרים, דיסקים בלמים וכו'; ייצור מכונות רפואיות חדשות, קופסאות מסוככות, חדרים ממוגנים, ביגוד סניטרי וכו'; תחום תקשורת אלקטרוני מהדור החדש, חומרי מיגון לתחנות בסיס תקשורת, חומרי דיפוזיה תרמית, מחברים וכו'; וסוגים שונים של מיגון אלקטרומגנטי לחוטי תעופה וחלל, מוטות ריתוך לתיקון מדחפי ספינה, תבניות פיזור חום, חוטי עיבוד פריקה חשמלית ותחומים נוספים. עם זאת, הייצור התעשייתי של סגסוגות ברזל נחושת לא מומש באמת.
מחקר מקומי על סגסוגות נחושת-ברזל החל מאוחר. בתחילה, הוא התרכז בעיקר באוניברסיטאות ובמכללות, כמו המחקר של אוניברסיטת דאליאן לרכבת על Cu-20%Fe חומרים מרוכבים באתר, והמחקר של אוניברסיטת צ'ונגצ'ינג לטכנולוגיה על סגסוגות Cu-Fe בעלות חוזק גבוה ומוליכות גבוהה . התקדמות המחקר, כגון המחקר של אוניברסיטת שנגחאי למדע וטכנולוגיה על שינויים במבנה ובתכונות של סגסוגות ברזל נחושת בהרכבים שונים, המחקר של אוניברסיטת ג'ג'יאנג על טיפול בחום הומוגנית של סגסוגות ברזל נחושת, המחקר של אוניברסיטת מרכז דרום על ייצור ואבולוציה של מבנה מיקרו ותכונות של סגסוגות ברזל נחושת וכו' נמצאים בעיקר בשלב המעבדה. רק בהשתתפותם הפעילה של מפעלים השתנה באמת גורלן של סגסוגות נחושת-ברזל.
4. העתיד של "סגסוגת ברזל נחושת"
לגבי הפיתוח העתידי של סגסוגות נחושת-ברזל, הכתב חש במהלך הראיון שלכולם יש בעצם אותו רעיון. לחומרים חדשים מסגסוגת נחושת-ברזל יש סיכויים רחבים וכעת יש להם את הטכנולוגיה המובילה בעולם, אך הם עדיין צריכים לעשות מאמצים גדולים במחקר ופיתוח וקידום בתחום היישום. כיום, ארצנו מתמודדת עם הבעיה של פתרון "הצוואר התקוע" של חומרים בסיסיים, פתיחת שרשרת האספקה התעשייתית המקומית, ובניית מצב חדש בו המחזור המקומי הוא הגוף המרכזי והמחזורים הכפולים המקומיים והבינלאומיים מקדמים אחד את השני. עבור מחקר, פיתוח ותיעוש של חומרים חדשים מסגסוגת נחושת-ברזל היישום יהיה הזדמנות פז.
לי ג'ואו, דיקן בית הספר למדעי החומרים באוניברסיטת סנטרל דרום, אמר לכתבים שכרגע, טכנולוגיית ההכנה המתועשת של סגסוגות ברזל נחושת במדינה שלי, במיוחד הכנה ועיבוד של סגסוגות אב נחושת-ברזל, לוחות סגסוגת נחושת-ברזל, רצועות וסדידים, מוטות וחוטים מסגסוגת נחושת-ברזל וחוטים עדינים במיוחד, הוא ברמה בינלאומית. *** ברמה, המחקר על המנגנונים הקשורים בו נמצא בחזית, והבקשה לזכויות קניין רוחני רלוונטיות התקדמה משמעותית. עם זאת, מחקר יישומים נוכחי על סגסוגת זו מבוצע בעיקר על ידי חברות יפניות וקוריאניות. עדיין יש פער גדול באוניברסיטאות מקומיות ובחברות ייצור במונחים של מחקר ביצועי שירות חומרי וקידום ויישום סגסוגות, ויש צורך במאמצים גדולים. הוא מאמין שאוניברסיטאות ומכוני מחקר יכולים לבצע מחקר שיטתי ומעמיק על טכנולוגיית ההכנה לתהליכים קצרים, תכונות פיזיקליות מיוחדות ותכונות אנטיבקטריאליות של סגסוגות ברזל נחושת; במקביל, בהתבסס על תכונות מקיפות מיוחדות של סגסוגות ברזל נחושת, לבצע יישומים בתרחישים שונים מחקר.
חלק מהחברות אמרו שהסביבה הנוכחית היא הזדמנות טובה מאוד לפיתוח סגסוגות נחושת-ברזל, מכיוון שהמדינה מציעה כל הזמן לוקליזציה, מה שמראה שעדיין יש חומרים רבים המסתמכים על יבוא ו"עוקבים" אחר מדינות זרות, ונחושת -סגסוגות ברזל הן אחת הבודדות שיכולות חומר חדש שהוא "מוביל". בשל כך, יהיה צורך להשקיע בעתיד כוח אדם ומשאבים חומריים גדולים יותר במחקר כדי לשמור על מנהיגות זו. הוא מאמין כי כיוון הפיתוח העתידי של סגסוגות ברזל נחושת הוא בעיקר מחקר יישומי, כגון יישומים בתשתיות חדשות, אלקטרוניקת תקשורת מהדור החדש, ושדות מיגון אלקטרומגנטיים שונים בתעופה וחלל. עבור Shaanxi Rui, בעתיד הם יתמקדו בייצור וייצור, חקר שוק, בניית סטנדרטיזציה וכו' וישקיעו בציוד ייצור מתקדם יותר ותהליכי הכנה להשגת טוהר גבוה, עקביות גבוהה, אחידות גבוהה וייצור בעלות נמוכה של סגסוגות נחושת-ברזל. . נכון לעכשיו, החברה השיגה 6 פטנטים של סגסוגת נחושת-ברזל והגישה לוועדת התקנים הלאומית מסמכים סטנדרטיים בתעשייה עבור מטילי סגסוגת נחושת-ברזל, לוחות ורצועות מסגסוגת נחושת-ברזל, ומוטות וחוטי סגסוגת נחושת-ברזל. בעתיד היא תמשיך לחזק את המחקר בנושא הגנת קניין רוחני.
חומרים מסגסוגת נחושת-ברזל בעלי תכולת ברזל גבוהה הם מערכת חדשה. דיווחים גלויים בחו"ל, במיוחד ביפן, חושפים כי יותר מ-20 מוסדות מחקר עוסקים במחקר בנושא, בעיקר במיגון אלקטרומגנטי, פיזור חום מוליך, ריתוך, תכונות אנטיבקטריאליות ועוד. ישנם הישגים רבים בתחום המחקר, אך המדינה שלנו היא כמעט ריק באזור זה. פריצת הדרך הנוכחית שלנו בתחום תיעוש החומרים היא רק אבן הדרך הראשונה בצעדה הארוכה. המחקר והיישום שלו עדיין דורשים הרבה עבודה והשקעה. "אנחנו לוקחים על עצמנו משימה היסטורית חשובה". ג'נג דן גילה לכתבים שהם מתכננים על בסיס "גופי קידום שיתוף פעולה הדוק" כגון Ningbo Jintian Copper, Shaanxi Rui ומרכז דרום האוניברסיטה, למשוך חברות יישומים נוספות, חברות הפקה, יחידות מחקר וכו' להצטרף, תוך התמקדות על יישום מיגון, מסגרות עופרת, חומרי ריתוך וכו'. הבהרת צרכים, ניסוח תוכניות יעד ועבודה משותפת לשיפור יעילות המו"פ. הוא גם הציע שהתקשורת צריכה לעורר את התעניינותם של מומחים במגוון רחב של תחומי יישומים מקומיים באמצעות דיווחים מקיפים ומעמיקים על חומר זה, ובכך לקדם מחקר ופיתוח נרחבים יותר ב"יישום, ייצור, מחקר, אקדמיה ופוליטיקה "בתמיכת בריתות ומדיניות ממשלתית, פרויקטים (קרנות וכו', אנו נתרום תרומה ראויה לקידום התקדמות המדע והטכנולוגיה בארצנו.
בשני סמינרים מובילים רצופים שהתקיימו בתעשייה, חברות רבות במורד הזרם גם הביעו את ציפיותיהן לחומרים חדשים מסגסוגת נחושת-ברזל. חברות מסוימות הביעו דאגה רבה לגבי התקדמותם של חומרים חדשים מסגסוגת נחושת-ברזל ומקווות שניתן יהיה ליישם אותם באנרגיה חדשה, בסוללות ובתחומים אחרים בהקדם האפשרי. יש לקוות שניתן להשתמש בחומרים חדשים מסגסוגת נחושת-ברזל בתחומים כמו כבלים בעלי זרם גבוה וייצור רכב מיוחד בהקדם האפשרי, וניתן יהיה להשיג החלפה מקומית בהקדם האפשרי. Huang Zhiwen, פרופסור חבר של אוניברסיטת הונאן, דיבר על הביקוש והיישום של חומרים חדשים מסגסוגת נחושת-ברזל בהנדסה אזרחית עבור בולמים היגוי זרם מערבולת וגשרים סופר-גבוהים וסופר-ארוכים. כמה חברות הציעו את הרעיון של שימוש בחומרי סגסוגת נחושת-ברזל במנועי מיקרו משולבים אופטו-מכניים וחשמליים כדי להחליף את החומרים המקוריים של SPCC (הטבעה + ציפוי אלקטרוני).
