打破“不可能三角” 科研人员打造超级铜箔

发布时间: 来源：中国科学院

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铜箔作为集成电路互连线的关键导体与锂电池集流体的核心基材，兼具“工业神经”与“新能源血液”双重属性。在多场耦合服役环境下，它不仅要承受复杂的力学载荷，还需同时满足高导电、高导热与长期热稳定性的严苛要求。

近日，中国科学院金属研究所等，研发出兼具超高强度、高导电性与优异热稳定性的铜箔。

随着人工智能算力通信与下一代新能源系统对材料性能需求的不断提高，破解铜箔在强度与塑性、导电性、热稳定性之间的失衡难题，已成为拓展铜箔高端应用的制约因素。

科研人员以全新的“梯度序构”微观结构设计为核心，在满足工业化条件的电解沉积制备过程中，利用微量有机添加剂，在纯度99.91%、厚度10微米铜箔纳米晶粒基体上，形成高密度纳米畴。

这些纳米畴平均尺寸仅为3纳米，沿铜箔厚度方向呈“贫、富”交替周期分布纳米尺度“梯度序构”。由此构成的“梯度序构”纳米畴铜箔，拉伸强度高达900兆帕，突破了常规铜箔的强度极限。

同时，该铜箔导电率保持在90%IACS，较同等强度水平的铜合金提升约2倍。室温放置近半年后，经检验性能无衰减。这打破了铜箔强度、导电性和热稳定性难以兼得的“不可能三角”。

新型铜箔性能的协同提升，源于纳米畴在晶粒间和晶粒内的双重序构效应。

在水平方向上，晶粒间均匀分布的纳米畴能抑制应变局域化，提升材料整体均匀变形能力。

在垂直方向上，梯度分布的纳米畴诱导产生超高密度的几何必需位错，实现强化。

尤其是，超高密度、极小尺寸的纳米畴与基体呈半共格界面时，既能有效钉扎晶界，抑制晶粒长大，又因其对电子的散射作用极弱，确保铜箔高导电性。

研究不仅为高性能铜箔的制备提供了全新的设计思路，也展现了“基元梯度序构”策略在开发下一代结构—功能一体化材料中的潜力，对电子信息产业和新能源产业的发展具有重要意义。

相关研究成果发表在《科学》（Science）上。

论文链接

科研人员研发出兼具超高强度、高导电性与优异热稳定性的铜箔

中新社柏林11月9日电维也纳消息：当地时间8日，沙特阿卜杜勒阿齐兹亲王国际水奖(Prince Sultan Bin Abdulaziz Internation 11日，记者从中国科学技术大学获悉，该校中国科学院微观磁共振重点实验室彭新华教授、江敏副教授等，利用量子精密测量技术在　　本报北京9月26日讯（记者高毅哲）今天，国务院新闻办公室举行“推动高质量发展”系列主题新闻发布会。教育部部长怀进鹏，教育部副部长王嘉毅、吴岩、王光彦出席发布会并答记者问。以下为发布会问答实录。　　【关键词】　　普通高等学校特殊类型招生是高校考试招生工作的重要组成部分。日前，教育部印发通知，对做好2025年普通高校部分特殊类型招生工作进行部署，要求各地各有关高校深入贯彻党的二十届三中全会和全国教育大会精神，进一步建立左图：戴志龙进行课堂教学的场景。资料图片《植被》（高一地理）执教者：戴志龙扫描二维码即可观看　　人物介绍　　戴志龙，福建省漳州市教师进修学院初中地理教研员，正高级教师，入选教育部“ 中国教育报-中国教育新闻网讯（记者阳锡叶）近日，湖南省教育厅印发《岳麓山大学城高校学分互认、后勤共保、设施共用实施方案（试行）》，进一步拓宽岳麓山大学城高校（中南大学、湖南大学、湖南师范大学。

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