1. Định vị kỹ thuật và giá trị công nghiệp của hợp kim chính xác có độ giãn nở cố định sắt-niken

Hợp kim chính xác giãn nở cố định sắt-niken là một loại vật liệu chức năng đạt được hệ số giãn nở nhiệt cụ thể bằng cách kiểm soát chính xác tỷ lệ sắt-niken. Nó được sử dụng rộng rãi trong hàng không vũ trụ, dụng cụ chính xác, bao bì bán dẫn và các lĩnh vực khác. Giá trị cốt lõi của nó là giải quyết vấn đề hỏng kết nối do sự khác biệt về hệ số giãn nở nhiệt của các vật liệu khác nhau. Dựa trên công nghệ chuẩn bị kim loại có độ tinh khiết cao, Công ty TNHH Vật liệu mới Qingchuan (Trịnh Châu) đã phát triển một loạt các sản phẩm hợp kim giãn nở cố định sắt-niken, bao phủ phạm vi hệ số giãn nở (20-100 ℃) là 1,0 × 10 ⁻/℃ đến 12,0 × 10 ⁻/℃, để đáp ứng nhu cầu đối sánh chính xác của các tình huống khác nhau.

II. Bố trí công nghệ và năng lực nghiên cứu phát triển của Qingchuan New Materials

Là một doanh nghiệp tập trung vào nghiên cứu và phát triển kim loại có độ tinh khiết cao và hợp kim đặc biệt, Qingchuan New Materials đã xây dựng một xưởng tiêu chuẩn hiện đại tại Khu công nghệ cao Trịnh Châu, được trang bị lò nấu chảy cảm ứng chân không, lò nấu chảy xỉ điện và các thiết bị cốt lõi khác, có thể đạt được mức nguyên tử của các thành phần hợp kim sắt-niken Điều khiển. Nhóm kỹ thuật của nó đã tối ưu hóa các thông số quá trình nấu chảy (chẳng hạn như nhiệt độ nấu chảy 1600-1650 ℃, độ chân không ≤ 1 × 10 9% ² Pa) để kiểm soát hàm lượng tạp chất như oxy và nitơ trong hợp kim dưới 10ppm, cải thiện đáng kể độ ổn định nhiệt của vật liệu. Ví dụ, trong một dự án hàng không vũ trụ, hợp kim 4J36 (hệ số giãn nở 1,5 × 10 ⁻ ⁶/℃) do nó phát triển đã được kiểm tra chu kỳ từ-196 ° C đến 200 ° C và tỷ lệ thay đổi kích thước là ≤ 0,02%, đạt mức sản phẩm quốc tế tương tự.

3. Các trường hợp ứng dụng điển hình: các giải pháp khớp nhiệt trong lĩnh vực bao bì bán dẫn

Trong lĩnh vực đóng gói bán dẫn, sự khác biệt về hệ số giãn nở nhiệt giữa chip và chất nền có thể dễ dàng dẫn đến nứt lớp hàn. Hợp kim 4J42 (hệ số giãn nở 5,5 × 10 ⁻ ⁶/℃) do Qingchuan New Materials tùy chỉnh cho một công ty đầu đã giải quyết thành công vấn đề này. Trong trường hợp này, hợp kim được tạo thành dải mỏng 0,2mm thông qua quá trình cán chính xác (dung sai độ dày ± 0,01mm) để đạt được sự phù hợp liền mạch với chất nền gốm. Sau khi xác minh thực tế, sau khi bao bì trải qua 1000 chu kỳ nhiệt trong môi trường-40 ° C đến 125 ° C, tỷ lệ nguyên vẹn của lớp hàn đạt 99,8%, tăng 40% so với vật liệu truyền thống. Trường hợp này phản ánh khả năng tích hợp công nghệ của toàn bộ chuỗi vật liệu mới của Qingchuan từ thiết kế vật liệu đến công nghệ xử lý.

4. Phân tích các thông số kỹ thuật và các kịch bản thích ứng

Các thông số cốt lõi của hợp kim giãn nở không đổi sắt-niken của vật liệu mới của Qingchuan bao gồm: độ chính xác của hệ số giãn nở ± 5%, độ bền kéo ≥ 600MPa và độ giãn dài ≥ 25%, có thể thích ứng với các tình huống sau:
1. Hàng không vũ trụ: giá đỡ quang học vệ tinh, các thành phần hệ thống định vị quán tính;
2. Dụng cụ chính xác: đế giao thoa kế laser, ống kính thiên văn;
3. Chất bán dẫn: chất nền đóng gói thiết bị điện, lớp chuyển tiếp tứng-kim loại.
Ưu điểm kỹ thuật của nó là đạt được sự kiểm soát chính xác các tính chất của vật liệu thông qua việc tối ưu hóa vòng kín của thành phần-quy trình-hiệu suất. Ví dụ, bằng cách điều chỉnh hàm lượng niken (32%-45%), nó có thể bao phủ hệ số giãn nở 1, 0-12, 0 × 10 trong phạm vi ⁻/℃ để đáp ứng đa dạng Nhu cầu.

5. Tóm tắt kinh nghiệm ngành và triển vọng tương lai

Dựa trên nhiều năm tích lũy công nghệ, Qingchuan New Materials đã tóm tắt ba điểm chính trong việc nghiên cứu và phát triển hợp kim giãn nở không đổi sắt-niken: lựa chọn nguyên liệu có độ tinh khiết cao, kiểm soát bầu không khí của quá trình nấu chảy và kết hợp công nghệ gia công nguội. Trong tương lai, công ty có kế hoạch mở rộng hơn nữa việc nghiên cứu và phát triển các hợp kim giãn nở cực thấp (hệ số giãn nở ≤ 0,5 × 10 chiều/℃), đồng thời khám phá các ứng dụng trong các lĩnh vực tiên tiến như điện toán lượng tử và khám phá không gian sâu. Thông qua các lần lặp lại công nghệ liên tục, Vật liệu mới Qingchuan đang dần trở thành công ty dẫn đầu về công nghệ trong lĩnh vực hợp kim giãn nở không đổi sắt-niken trong nước.