20世紀(jì)30年代，銅箔工業(yè)在全球范圍內(nèi)興起，并廣泛應(yīng)用于電子電路等領(lǐng)域，成為當(dāng)時的熱門產(chǎn)業(yè)。經(jīng)過近一個世紀(jì)的發(fā)展，銅箔工業(yè)在技術(shù)和應(yīng)用上取得了巨大的突破，成為電子行業(yè)中不可或缺的重要組成部分。
2024年，在洛陽一家企業(yè)的努力下，一項(xiàng)顛覆性技術(shù)的升級改良實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)銅箔替代品的問世，給整個行業(yè)帶來了更為經(jīng)濟(jì)、輕便的解決方案，前景無量。
昨日，在孟津區(qū)先進(jìn)制造業(yè)開發(fā)區(qū)洛陽銅一金屬材料發(fā)展有限公司，一卷1米寬、0.02毫米厚的載體銅箔緩緩收卷，即將發(fā)往國內(nèi)某知名光伏龍頭企業(yè)。作為一種新型銅鋁復(fù)合箔材，這是全球首次實(shí)現(xiàn)載體銅箔批量產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，有望替代傳統(tǒng)銅箔成為主流技術(shù)路線。
這背后，是企業(yè)通過長達(dá)十余年的“創(chuàng)新跋涉”，世界首創(chuàng)無氧半熔態(tài)軋制復(fù)合技術(shù)的創(chuàng)新實(shí)踐，折射洛陽銅加工工業(yè)敢為人先的精神和一馬當(dāng)先的實(shí)力。
銅鋁復(fù)合，優(yōu)點(diǎn)“魚與熊掌兼得”
軋機(jī)嗡嗡作響，箔材進(jìn)進(jìn)出出。
日前，走進(jìn)洛陽銅一公司年產(chǎn)2萬噸新能源汽車及電路板用金屬復(fù)合材料項(xiàng)目現(xiàn)場，二期項(xiàng)目剛剛投產(chǎn)，就已進(jìn)入滿產(chǎn)的火熱狀態(tài)。
“訂單供不應(yīng)求。”項(xiàng)目相關(guān)負(fù)責(zé)人劉麗話語興奮，“相比起純銅箔的傳統(tǒng)材料，性能好、價格又便宜，客戶都爭著‘嘗鮮’!”
從光伏發(fā)電板，到新能源電池，再到手機(jī)、電腦等電子產(chǎn)品，都離不開銅箔作為其電路板的導(dǎo)電材料，銅箔由此被喻為電子電路的“血管”“神經(jīng)”。如今，隨著“洛陽創(chuàng)新”載體銅箔的推向市場，已經(jīng)“風(fēng)行”近一個世紀(jì)的純銅箔，迎來了一種全新的“平替”——載體銅箔。
“雖然名字依舊是銅箔，但實(shí)際上是銅鋁復(fù)合箔。”企業(yè)總工程師王項(xiàng)說，相比于傳統(tǒng)的純銅箔，載體銅箔一面是導(dǎo)電優(yōu)、耐腐蝕的銅，一面是低成本、低密度的鋁，使其不僅保留了鋁箔優(yōu)良的導(dǎo)電率、耐腐蝕度，而且相比傳統(tǒng)銅箔減重約60%至75%，成本降低50%至55%。
“這就意味著，只要有電路的地方，如銅基板、柔性線路板、匯流焊帶等，它都可以實(shí)現(xiàn)對傳統(tǒng)銅箔的替代。反映在終端上，它使得光伏板、手機(jī)、電腦、電動汽車、照明設(shè)備等重量更輕、成本更低、性能更可靠?！蓖蹴?xiàng)說。
誕生“世界首創(chuàng)”，制定國家標(biāo)準(zhǔn)
在研發(fā)室門口，裝滿銅鋁復(fù)合箔的一件件廢品筐，見證著研發(fā)的艱辛歷程。
“銅鋁根本就是兩種金屬，牢牢貼合在一起，還要成本可控，一開始不被業(yè)內(nèi)看好。我們僅試驗(yàn)報廢的銅鋁板材箔就有千余噸!”說起十幾年前初涉銅鋁復(fù)合技術(shù)的形勢，王項(xiàng)記憶猶新。
這項(xiàng)研發(fā)工作，是從難度相對較低的銅鋁復(fù)合板材開始的。那時，銅鋁復(fù)合技術(shù)需要進(jìn)口國外摩擦焊設(shè)備，不僅受制于人，而且該技術(shù)路線效率低、成本高，難以產(chǎn)業(yè)化推廣。
“進(jìn)口設(shè)備200萬元一臺，還不還價。”王項(xiàng)說，“我們就決心開發(fā)適合產(chǎn)業(yè)推廣的國產(chǎn)工藝，滿足國內(nèi)的新材料需求?！?/span>
然而，沒有借鑒參數(shù)、成功先例，研發(fā)猶如“平地起高樓”。一開始，企業(yè)研發(fā)人員集體研討三天三夜，但試制時一下生產(chǎn)線，銅鋁“兩層皮”，徒手就能撕開。
為了少走彎路，企業(yè)引入中國工程院院士、中國稀土材料冶金學(xué)科帶頭人之一張國成院士團(tuán)隊(duì)，并累計投入研發(fā)資金近1億元，最終讓無氧半熔態(tài)軋制復(fù)合技術(shù)逐漸“水落石出”。
運(yùn)用這項(xiàng)低成本工藝，企業(yè)世界首創(chuàng)無氧半熔態(tài)軋制復(fù)合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了銅鋁之間的高強(qiáng)度冶金結(jié)合，不僅在國際上首次生產(chǎn)出1米寬銅鋁復(fù)合板帶，而且牽頭制定我國首個銅鋁復(fù)合板帶國家標(biāo)準(zhǔn)。在技術(shù)鑒定等活動中，中國工程院院士丁文江感慨“令人大開眼界”，張國成院士評價“填補(bǔ)國內(nèi)外空白”!
從“板”到“箔”，成就“隱形冠軍”
“板材研發(fā)成功了，但更難的是薄如蟬翼的銅鋁復(fù)合箔材。”王項(xiàng)說。
銅鋁復(fù)合板材的成功研發(fā)，讓企業(yè)產(chǎn)品廣泛供貨比亞迪、特斯拉等知名新能源車企。多年來，企業(yè)為新能源動力電池配套的銅鋁復(fù)合連接片達(dá)數(shù)十億件，卻保持“零發(fā)熱”“零脫落”的行業(yè)記錄。
在此基礎(chǔ)上，企業(yè)去年以來大力推動厚度更薄、工藝更復(fù)雜的載體銅箔研發(fā)，使得表面厚度公差不足2微米，僅為頭發(fā)絲直徑1/30，而且即便對折折斷，銅鋁結(jié)合層依然牢固。目前，企業(yè)銅鋁復(fù)合新材料板帶箔市場占有率位居行業(yè)第一，銷售收入從2020年1.6億元的，躍升至去年約9億元，實(shí)現(xiàn)“爆發(fā)式增長”。
20世紀(jì)50年代，以“一五”期間洛銅落地為標(biāo)志，洛陽成為全國重要的銅加工生產(chǎn)基地。如今，洛陽銅加工工業(yè)實(shí)力依舊，除了洛銅等老牌企業(yè)外，洛陽銅一公司這樣的“專精特新”民企，也擔(dān)起了產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的大梁。
“每每回想起洛陽銅加工工業(yè)的輝煌，總有種使命感?！蓖蹴?xiàng)發(fā)自肺腑地說，未來，企業(yè)還將加大高附加值產(chǎn)品研發(fā)，推動產(chǎn)品從“單零箔”向“雙零箔”轉(zhuǎn)型升級，用更多原創(chuàng)性、顛覆性的“洛陽創(chuàng)新”，為國家推進(jìn)新材料產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展、加快形成新質(zhì)生產(chǎn)力貢獻(xiàn)一臂之力。
隨著新型銅箔的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，洛陽企業(yè)在銅箔工業(yè)中的地位進(jìn)一步鞏固，成為行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)。同時，這項(xiàng)技術(shù)的問世也為中國制造業(yè)注入了新的活力，推動了整個行業(yè)的創(chuàng)新和發(fā)展。
可以預(yù)見，未來新型銅箔的廣泛應(yīng)用將給電子電路等領(lǐng)域帶來 ** 性的變化。不僅能夠大幅提升電子設(shè)備的性能和質(zhì)量，還能夠推動整個產(chǎn)業(yè)鏈的升級。同時，這項(xiàng)技術(shù)的突破也啟示我們，在不斷追求科技創(chuàng)新的道路上，中國企業(yè)始終具備強(qiáng)大的實(shí)力和創(chuàng)造力。
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