Chia sẻ kỹ thuật: Sản xuất và ứng dụng hợp kim đồng có độ bền cao, dẫn nhiệt và dẫn điện cao [[Hội nghị Đồng SMM]]

Đã xuất bản: Apr 30, 2025 16:21
**Dịch sang tiếng Việt**:

Vào ngày 24 tháng 4, trong **Hội nghị và Triển lãm Công nghiệp Đồng CCIE-2025 SMM (lần thứ 20) – Diễn đàn Phát triển Chất lượng Cao cho Vật liệu Mới Đồng**, do **Công ty Công nghệ và Thông tin SMM (SMM)**, **Trung tâm Giao dịch Kim loại SMM** và **Công ty Công nghệ Thông tin AIS Sơn Đông** đồng tổ chức, với **Tập đoàn Đồng Giang Tây** và **Công ty Cổ phần Cảng Ưng Đàn** là nhà tài trợ chính, **Công ty Luyện kim Hổ Môn Sơn Đông** là đồng tổ chức đặc biệt, và **Tập đoàn Tân Hoàng** và **Tập đoàn Kim loại màu Trung Thiên Sơn** là đồng tổ chức, **Giáo sư Chang Yongqin, giám sát viên tiến sĩ của Đại học Khoa học và Công nghệ Bắc Kinh**, đã chia sẻ những hiểu biết về sản xuất và ứng dụng các hợp kim đồng chịu nhiệt độ cao, có độ bền cao và độ dẫn điện cao.

**Thách thức và tình hình hiện tại của ngành**
**Ứng dụng hợp kim đồng có độ bền cao và độ dẫn điện cao**
Hợp kim đồng có độ bền cao và độ dẫn điện cao kết hợp độ bền cao với độ dẫn điện/nhiệt tuyệt vời. Chúng chủ yếu được sử dụng trong các lĩnh vực như điện tử, hàng không, hàng không vũ trụ, xe điện mới (NEV), đường sắt cao tốc, truyền tải điện và các lĩnh vực khác.

**Thách thức và tình hình hiện tại của ngành**
**Điểm đau**: Các hợp kim đồng có độ bền cao và độ dẫn điện cao hiện có trên thị trường trải qua sự giảm sút đáng kể về độ bền, độ dẻo dai khi gãy và biến dạng nóng chảy ở nhiệt độ cao nghiêm trọng khi nhiệt độ hoạt động tăng lên, không đáp ứng được yêu cầu dịch vụ.

**Nhu cầu cấp thiết**: Sự tiến bộ nhanh chóng của các thiết bị tổng hợp hạt nhân, các máy đúc liên tục, khung dẫn IC, đầu nối NEV, dây tiếp xúc đường sắt cao tốc và lớp lót buồng đốt tên lửa đòi hỏi khẩn cấp việc nâng cao hiệu suất ở nhiệt độ cao của các hợp kim này, tạo ra một thách thức "cổ chai".

**A. Không có vật liệu nào đáp ứng yêu cầu thiết kế**
**Yêu cầu về hiệu suất**: Độ bền cao, độ dẫn nhiệt, độ dãn dài, ổn định nhiệt, khả năng chống bức xạ neutron và khả năng giữ lại tritium thấp.
**Điểm đau**: Nhiệt độ dịch vụ cao gây ra sự giảm sút mạnh mẽ về độ bền, độ dẻo dai khi gãy và biến dạng nóng chảy nghiêm trọng, không đáp ứng được nhu cầu thiết kế linh kiện.

**B. Sản phẩm hiện có cần được nâng cấp**
**Nhu cầu R&D**: Phát triển các hợp kim đồng có độ bền cao, độ dẫn nhiệt, ổn định và khả năng chống nóng chảy ở nhiệt độ cao.
**Điểm đau**: Dòng điện tăng lên trong các đầu nối NEV làm tăng nhiệt độ vật liệu và nhiệt độ hoạt động, dẫn đến hiệu suất hợp kim suy giảm và biến dạng nóng chảy, không thể đáp ứng được nhu cầu dịch vụ.

**Dự báo nhu cầu**: Nhu cầu hợp kim đồng cho đầu nối NEV trong nước dự kiến sẽ đạt **291.000 tấn** vào năm 2025, với tốc độ tăng trưởng hàng năm kép (CAGR) là 21,9% từ năm 2021-2025. Chỉ riêng đầu nối NEV sẽ cần **247.000 tấn** hợp kim đồng vào năm 2025.

**Yêu cầu**: Độ dẫn điện cao và hiệu suất chống lão hóa ở nhiệt độ cao là rất quan trọng để đảm bảo hoạt động đáng tin cậy, an toàn, tuổi thọ kéo dài, hiệu quả và giảm chi phí.

**Quy trình nấu chảy cho hợp kim đồng chịu nhiệt độ cao, có độ bền cao và độ dẫn điện cao**
**Khách hàng tiềm năng**: Bộ tản nhiệt lò phản ứng tổng hợp, máy đúc liên tục, lớp lót buồng đốt tên lửa, đầu nối NEV, khung dẫn IC và điện cực hàn điện trở.

**Đột phá R&D**: Hợp kim được phát triển đáp ứng nhu cầu cấp thiết về vật liệu tản nhiệt hiệu suất cao trong lò phản ứng tổng hợp và cung cấp các ứng dụng rộng rãi trong các ngành như máy đúc, lớp lót tên lửa và NEV, với tiềm năng thị trường đáng kể.

**Công nghệ cốt lõi**:
1. Kiểm soát chính xác sự bay hơi/mất mát nguyên tố thông qua các thông số nấu chảy chân không tối ưu.
2. Xử lý nhiệt cơ học được điều chỉnh theo thành phần để kiểm soát cấu trúc vi mô/hiệu suất.
3. Thiết kế khuôn "đa riser" sáng tạo để cải thiện năng suất.

**Ưu điểm tối ưu hóa thành phần**
**Mục tiêu**: Đạt được độ bền cao, độ dẫn điện/nhiệt và độ dẻo dai đầy đủ ở nhiệt độ cao.
**Thách thức**: Cân bằng độ bền và độ dẫn điện/nhiệt.
**Giải pháp**: Thiết kế thành phần và xử lý nhiệt cơ học để ngăn chặn sự di chuyển của vị trí sai lệch/ranh giới hạt, đảm bảo cấu trúc vi mô và hiệu suất ổn định ở nhiệt độ cao.

**Sáng tạo**:
1. **Các nguyên tố hợp kim đa chức năng**: Độ hòa tan rắn ở nhiệt độ cao trong đồng, kết tủa các pha có điểm nóng chảy cao ở nhiệt độ thấp, giảm năng lượng lỗi xếp chồng (thúc đẩy song sinh).
2. **Kết hợp nguyên tố**: Sự kết hợp của V và Ti tạo thành các pha Laves ổn định, tăng cường hiệu suất ở nhiệt độ cao trong khi giảm thiểu tổn thất độ dẫn điện.
3. **Bổ sung oxit RE**: Tương tác đa thành phần tăng cường, làm cứng và làm sạch hợp kim.
4. **Tinh chế pha thứ hai**: Các kết tủa nano hai pha hình thành các cấu trúc đồng nhất/bán đồng nhất với ma trận, chặn các vị trí sai lệch; các pha Laves phân bố đều tại ranh giới hạt ngăn chặn chuyển động hạt.
5. **Ranh giới hạt có Σ thấp**: Việc đưa vào các ranh giới hạt có Σ thấp (lưới vị trí trùng hợp) cải thiện khả năng gia công và độ dẻo dai.

**Tăng cường hiệu quả đồng thời về độ bền ở nhiệt độ cao và độ dẫn nhiệt đã đạt được.**

**2.1 Hợp kim đồng chịu nhiệt độ cao, có độ bền cao và độ dẫn điện cao – CuCrZrTiV**
- **Hiệu suất ở nhiệt độ cao**: Nhiệt độ dịch vụ vượt C18150 100°C; tuổi thọ ở 450°C dài hơn 9 lần.
- **Giải quyết được vấn đề giòn ở nhiệt độ trung bình**.
- **Khả năng chống bức xạ tuyệt vời**: Sau bức xạ ion Cu 3 dpa, chỉ quan sát thấy các tứ diện có lỗi 5 nm và các vòng vị trí sai lệch 3,5 nm.
- **Tốc độ nóng chảy ở 450°C/50 MPa: 2,89×10⁻¹⁰ s⁻¹; Độ bền kéo ở 450°C: 371 MPa (độ dãn dài 14,6%); Độ dẫn nhiệt >300 W/m·K; Ổn định nhiệt vượt trội so với IG-CuCrZr.**

Các hợp kim khác được thảo luận: CuCrZrHf (chống nóng chảy) và CuHfSc (độ dẫn điện cực cao).

**Công nghệ cốt lõi đã nắm vững**
**Sản phẩm chính**: Hợp kim đồng chịu nhiệt độ cao, có độ bền cao và độ dẫn điện cao.
**Xác nhận**: Sản xuất và thử nghiệm lô 50 kg đã hoàn thành; được triển khai trong ITER và máy đúc liên tục.

**Quy trình luyện kim bột cho hợp kim chịu nhiệt độ cao**
**3.1 Hợp kim Cu-W có độ bền cực cao**
- Độ bền kéo ở nhiệt độ phòng ≥795 MPa; Độ bền ở 450°C ≥289 MPa; Nhiệt độ làm mềm >1050°C (gần điểm nóng chảy của đồng); Không có sự suy giảm độ cứng sau khi ủ ở 700°C/400 giờ.
**Sáng tạo**: Đạt được độ bền cao kỷ lục (795 MPa) với ổn định nhiệt tuyệt vời.

**3.2 Hợp kim Ta-Series có nhiệt độ cực cao**
- Nhiệt độ làm mềm CuTaZrY vượt 850°C (so với mức cơ sở GlidCop-Al15) ≥200°C.
**Cơ chế ổn định**: Các kết tủa nano vỏ-lõi hai pha chặn các ranh giới hạt và các vị trí sai lệch.

**Kết luận**
1. **Hợp kim CuCrZrTiV**: Độ bền kéo ở 450°C đạt 395 MPa (vượt IG-CuCrZr), với nhiệt độ làm mềm 600°C (cao hơn 200°C so với IG-CuCrZr) và đã giải quyết được vấn đề giòn ở nhiệt độ trung bình.
2. **Hợp kim CuCrZrHf**: Cân bằng được ổn định nhiệt, độ dẫn điện và khả năng chống nóng chảy.
3. **Hợp kim CuHfSc**: Độ bền ở nhiệt độ phòng 623 MPa, độ dẫn điện 95% IACS.
4. **Hợp kim Cu-W**: Độ bền 795 MPa (cao nhất được báo cáo) với độ dẻo dai và độ dẫn điện vượt trội so với các hợp kim đồng PM hiện có.
5. **Hợp kim CuTaZrY**: Nhiệt độ làm mềm được báo cáo cao nhất (>1050°C), cao hơn 200°C so với GlidCop-Al15, với độ bền và độ dẫn nhiệt cao.

**Xem Báo cáo Đặc biệt Hội nghị và Triển lãm Công nghiệp Đồng CCIE-2025 SMM (lần thứ 20)**

Tuyên bố về Nguồn Dữ liệu: Ngoại trừ thông tin công khai, tất cả dữ liệu khác được SMM xử lý dựa trên thông tin công khai, giao tiếp thị trường và dựa trên mô hình cơ sở dữ liệu nội bộ của SMM. Chúng chỉ mang tính chất tham khảo và không cấu thành khuyến nghị ra quyết định.

Để biết thêm thông tin hoặc có thắc mắc gì, vui lòng liên hệ: lemonzhao@smm.cn
Để biết thêm thông tin về cách truy cập báo cáo nghiên cứu, vui lòng liên hệ:service.en@smm.cn
Tin Liên Quan
Bezant đặt mục tiêu sản xuất tinh quặng đầu tiên tại Hope & Gorob, Namibia vào tháng 9
3 giờ trước
Bezant đặt mục tiêu sản xuất tinh quặng đầu tiên tại Hope & Gorob, Namibia vào tháng 9
Đọc thêm
Bezant đặt mục tiêu sản xuất tinh quặng đầu tiên tại Hope & Gorob, Namibia vào tháng 9
Bezant đặt mục tiêu sản xuất tinh quặng đầu tiên tại Hope & Gorob, Namibia vào tháng 9
Bezant Resources cho biết quá trình phát triển dự án đồng-vàng Hope & Gorob tại Namibia và Nhà máy Chế biến Kim loại Tsoaxaub liên quan vẫn đang đi đúng tiến độ hiện tại, với quặng nguyên khai đầu tiên dự kiến được xử lý trong tháng 9 năm 2026. Sau khi hoàn tất các hoạt động chạy thử còn lại, việc xử lý quặng nguyên khai đầu tiên dự kiến sẽ tạo ra tinh quặng đầu tiên của dự án. Quặng từ hai vụ nổ mìn đầu tiên đã được lưu kho và sẵn sàng vận chuyển đến nhà máy chế biến, trong khi Bezant cho biết khối lượng quặng lưu kho đã vượt dự kiến ban đầu nhờ lượng quặng thu hồi bổ sung được ghi nhận trong Kiểm kê Khoáng sản của công ty. Công tác phát triển đang tiến triển tại cả mỏ và nhà máy chế biến. Việc xây dựng khu lán trại tại mỏ đã hoàn thành khoảng 75%, khoảng 75% cơ sở hạ tầng bề mặt đã được bàn giao và đang được lắp đặt, và toàn bộ đội xe khai thác và vận chuyển của Unitrans hiện đã có mặt tại công trường. Tại nhà máy Tsoaxaub, Bezant đã nhận được Chứng nhận Hoàn thành Kết cấu và Xây dựng C1, xác nhận hoàn thành các công trình kết cấu thép chính và công trình dân dụng, trong khi Chứng nhận Hoàn thành Cơ khí C2 dự kiến hoàn thành trong tháng 9. Hệ thống truyền động điện và thiết bị đo đạc đã hoàn thành khoảng 90%, với máy nghiền côn, thiết bị tuyển nổi, hạ tầng quặng đuôi và các bộ phận chế biến khác đang trong giai đoạn chuẩn bị cuối cùng trước khi chạy thử. Bezant cũng đã đẩy nhanh việc rà soát kế hoạch mở rộng Giai đoạn II, xem xét giá đồng, vàng và bạc hiện tại cũng như dự báo, cùng với khả năng đưa vào các khoáng hóa hàm lượng thấp trước đây từng được coi là không kinh tế. Công ty đang đánh giá chiến lược vận hành với tỷ lệ thu hồi khối lượng cao hơn cho máy phân loại quặng, có thể tăng tỷ lệ thu hồi đồng, mặc dù có thể ở cấp hàm lượng tiền tinh quặng thấp hơn. Dựa trên Kiểm kê Khoáng sản hiện tại, Tài nguyên Khoáng sản JORC (2012) hiện có, công suất nhà máy tuyển nổi theo kế hoạch và kịch bản tỷ lệ thu hồi khối lượng cao hơn đang được xem xét, ban lãnh đạo tin rằng Hope & Gorob có tiềm năng hỗ trợ tuổi thọ mỏ khoảng 35 năm. Bezant chưa công bố mô hình kinh tế cập nhật bao gồm kịch bản tuổi thọ dài hơn này. Phân tích SMM: Mục tiêu xử lý vào tháng 9 đưa Hope & Gorob tiến gần đến giai đoạn chuyển từ phát triển mỏ sang sản xuất tinh quặng ban đầu, với quặng nguyên khai đã được lưu kho và hạ tầng chế biến chính sắp hoàn thành cơ khí. Tuổi thọ mỏ tiềm năng 35 năm và kế hoạch mở rộng Giai đoạn II vẫn đang trong quá trình rà soát kỹ thuật và kinh tế, và chưa nên được coi là kế hoạch phát triển cập nhật đã được xác nhận. Trong ngắn hạn, mốc quan trọng cần theo dõi sẽ là việc hoàn tất chạy thử nhà máy và xác nhận sản xuất tinh quặng đầu tiên trong tháng 9.
3 giờ trước
SMM dự kiến tỷ lệ vận hành anode đồng tổng thể sẽ tăng nhẹ so với tháng trước vào tháng 9
3 giờ trước
SMM dự kiến tỷ lệ vận hành anode đồng tổng thể sẽ tăng nhẹ so với tháng trước vào tháng 9
Đọc thêm
SMM dự kiến tỷ lệ vận hành anode đồng tổng thể sẽ tăng nhẹ so với tháng trước vào tháng 9
SMM dự kiến tỷ lệ vận hành anode đồng tổng thể sẽ tăng nhẹ so với tháng trước vào tháng 9
[SMM Tin nhanh cực dương đồng] SMM dự kiến tỷ lệ vận hành chung của các doanh nghiệp cực dương đồng Trung Quốc sẽ phục hồi 1,30 điểm phần trăm so với tháng trước lên 44,11% vào tháng 9 năm 2026. Trong đó, tỷ lệ vận hành của các doanh nghiệp cực dương đồng sơ cấp dự kiến giảm 7,19 điểm phần trăm so với tháng trước xuống 57,88% do bảo trì tại một số doanh nghiệp và tăng công suất tinh luyện; tỷ lệ vận hành của các doanh nghiệp cực dương đồng thứ cấp dự kiến phục hồi 4,76 điểm phần trăm so với tháng trước lên 38,48%. (Chỉ tính cực dương đồng không tự sử dụng)
3 giờ trước
Tỷ lệ vận hành anode đồng tháng 8 của Trung Quốc theo SMM giảm xuống 42,81% so với tháng trước
3 giờ trước
Tỷ lệ vận hành anode đồng tháng 8 của Trung Quốc theo SMM giảm xuống 42,81% so với tháng trước
Đọc thêm
Tỷ lệ vận hành anode đồng tháng 8 của Trung Quốc theo SMM giảm xuống 42,81% so với tháng trước
Tỷ lệ vận hành anode đồng tháng 8 của Trung Quốc theo SMM giảm xuống 42,81% so với tháng trước
[SMM Tin nhanh cực dương đồng] Tháng 8/2026, tỷ lệ vận hành của các doanh nghiệp cực dương đồng Trung Quốc theo SMM đạt 42,81%, giảm 1,85 điểm phần trăm so với tháng trước. Xét theo nguyên liệu, tỷ lệ vận hành của các doanh nghiệp cực dương đồng sơ cấp tăng 1,54 điểm phần trăm so với tháng trước lên 65,07%; tỷ lệ vận hành của các doanh nghiệp cực dương đồng thứ cấp giảm 3,23 điểm phần trăm so với tháng trước xuống 33,72% do nguồn cung phế liệu đồng đã bao thuế thắt chặt. (Chỉ tính cực dương đồng không tự tiêu thụ)
3 giờ trước
Chia sẻ kỹ thuật: Sản xuất và ứng dụng hợp kim đồng có độ bền cao, dẫn nhiệt và dẫn điện cao [[Hội nghị Đồng SMM]] - Shanghai Metals Market (SMM)