北京
從中國科學院金屬研究所獲悉，該所沈陽材料科學國家研究中心盧磊研究員團隊與合作者通過一種全新的梯度序構微觀結構設計，成功給銅箔“織入周期紋理”，研發出兼具超高強度、高導電性與優異熱穩定性的超級銅箔，攻克了三者難以兼得的“不可能三角”。
銅箔作為集成電路互連線的關鍵導體與鋰電池集流體的核心基材，兼具“工業神經”與“新能源血液”的雙重戰略屬性。隨著AI算力通信與下一代新能源系統對材料性能需求的持續升級，如何破解銅箔在強度與塑性、導電性、熱穩定性之間長期存在的“此消彼長”困境，已成為拓展其高端應用的核心瓶頸。
據介紹，此次突破的核心在于一種全新的“梯度序構”微觀結構設計。在電解沉積制備過程中，研究人員通過調控微量有機添加劑，在厚度僅10微米的厚銅箔（純度99.91%）的納米晶粒基體上，誘導形成了高密度、平均尺寸僅為3納米的納米疇。這些納米疇沿厚度方向呈貧、富交替的周期梯度分布，像布料的經緯線一樣“交織”在銅箔中。
實驗檢測顯示，該梯度序構納米疇銅箔的拉伸強度高達900兆帕，遠超常規銅箔的強度極限。同時，其導電率保持在國際退火銅標準的90%，較同等強度的傳統銅合金提升約2倍。此外，該材料表現出極佳的熱穩定性，室溫放置半年后性能無衰減，成功攻克了強度、導電性和熱穩定性難以兼得的“不可能三角”。
據悉，該研究成果已具備工業條件下的連續化生產能力，為其規模化應用奠定了基礎，也為我國電子信息及新能源產業的底層材料升級提供戰略支撐。
來源：光明日報
編輯：柯欣
審核：王汝霖
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