銅基的案例
《PRL》銅基高溫超導電性理論獲進展！
在銅基高溫超導體中，一個廣泛的共識就是超導來源于2維CuO2面。從80年代發現銅基高溫超導體起，大量的實驗表明銅基超導是一個存在節點的d波配對超導體，其中著名的實驗包括美國IBM實驗室崔章琪等人在三晶約瑟夫森結中發現的自發量子化磁通實驗[1]。2016年，清華大學薛其坤（今天剛獲得 2018年度國家自然科學獎一等獎，詳情請看今天推送的第一條文章）院士團隊成功地利用分子束外延技術在d波Bi2Sr2CaCu2O8+δ(Bi2212)超導襯底上生長出單層CuO2面[2]. 不同于在d波超導體中的節點V型局域態密度，掃描電子顯微鏡（STM）在單層CuO2面上發現無節點U型局域態密度。這一實驗結果對銅基高溫超導體中已經廣泛認可的CuO2面d波配對超導體提出新的挑戰。
最近，中國科學院物理研究所/北京凝聚態物理國家研究中心凝聚態理論與材料計算重點實驗室胡江平研究員（T06組）與美國波士頓學院汪自強教授、波士頓學院蔣坤博士后和德國維爾茨堡大學吳賢新博士后（物理所博士）合作，通過理論計算發現在Bi2212上的單層CuO2面是一個多軌道引起的全能隙，無節點高溫超導體。首先，密度泛函理論計算表明，CuO2/Bi2212界面上存在著大量的電荷轉移，使得CuO2單層高度過摻雜到3d8Cu3+狀態附近。
在常規銅基超導中，Cu處于3d9Cu2+狀態附近。通常可以通過構建單帶以d_x2-y2為主的Zhang-Rice單態描述CuO2的電學性質。但在3d8Cu3+狀態情況下，Cu的d_x2-y2和d_3z2-r2軌道都變得很重要。通過構建一個eg兩軌道模型發現高度過摻雜CuO2單層存在兩個不同費米面。在布里淵區中心Γ點和邊角M點，分別存在一個電子型費米面（Γ）和一個空穴型費米面（M）。借鑒鐵基超導中S±波配對經驗，CuO2單層同樣也可以得到S±波配對。
展開 哈工大張洪濤何鵬教授|一種新型金剛石增強銅基復合材料增材制造工藝
隨后，團隊利用電阻焊工藝構建“三明治”結構金剛石增強銅基復合材料預制帶，鍍鉻金剛石顆粒與銅箔基體形成了一定強度的連接。
最后，以預制帶作為復合材料疊層制備的原材料結構單元，實現了鍍鉻金剛石/銅復合材料的超聲波固結制備，該復合材料實現了金剛石與銅之間的優異結合，且熱導率達到428.07 W/m·K。
總之，隨著電子器件發展的需求，熱管理材料的研究和制備技術的發展變得尤為重要。金剛石增強銅基復合材料以其獨特的性能在高端技術領域得到廣泛應用。超聲波增材制造方法作為一種低溫制造方法，能夠有效解決制備過程中的一些問題，為金剛石增強銅基復合材料的制備提供了新的途徑，
團隊提出的金剛石增強銅基復合材料快速短流程超聲固相增材制造工藝為顆粒增強金屬基復合材料制備提供了新的工藝思路，對熱管理類材料的發展和我國核心技術產業的進步具有重要意義。
內容作者：杜榮茂
來源：天天老師說科研，編輯：張維官，審核：王穎
展開 基于高導熱銅基復合水凝膠的電子器件熱管理新策略
實驗結果表明，銅基復合水凝膠的實驗導熱系數提高到 0.71 W/(m·K)。同時，MD模擬結果表明，水凝膠的熱導率約為 0.84 W/(m·K)，這主要是由于水凝膠組分之間的重疊增加造成的。由于導熱系數的提高，在恒定熱源溫度65℃下，銅基復合水凝膠的熱通量增加到 977 W/m2，總散熱增加了104.4%。熱管理測試表明，銅基復合水凝膠的熱管理溫度可達 35℃-50℃。混合策略提高了互穿聚合物網絡與銅的協同性能，提高了材料的熱導率和機械強度，降低了銅納米顆粒的聚集，為熱管理提供了一種新的策略。研究成果以“A thermal management strategy for electronic devices based on copper double skin inspired hydrogel”為題發表于《International Journal of Heat and Mass Transfer》。
03
圖文導讀
圖1. 銅基復合水凝膠的化學結構和組成。
圖2. 銅基PNIPAM/海藻酸鹽水凝膠熱管理機理研究。
圖3. 銅基復合水凝膠的組成。
圖4. 銅基復合水凝膠的微觀結構表征。
圖5. 水凝膠在不同時間的變化圖。
圖6.
展開 一種新型金剛石增強銅基復合材料增材制造工藝
其中，金剛石增強銅基復合材料是目前應用最廣泛的熱管理材料之一。這種復合材料利用金剛石強化相的高熱導率和低熱膨脹系數，以及銅基體材料的優異導熱導電性能和良好的機械加工性能，具有很多優勢。因此，在航空航天、電子器件和國防軍用等高端技術領域，金剛石增強銅基復合材料得到了廣泛應用。
目前，金剛石增強銅基復合材料的制備主要采用固態制備方法和液態制備方法。這些方法需要在高溫高壓的條件下進行，不僅制造成本高，而且制造效率低下。此外，復合材料樣品的尺寸還受到加工模具和高溫加熱設備內部空間的限制。為了克服上述問題，超聲波增材制造方法成為一種理想的選擇。這種方法屬于低溫制造方法，具有加工溫度低、工藝設計自由度高、清潔高效等優勢。通過超聲波增材制造方法，可以降低金剛石增強銅基復合材料的制造成本，并實現復雜幾何形狀的制造。
02
成果掠影
近期，哈爾濱工業大學張洪濤教授和何鵬教授帶領的團隊通過對金剛石增強相顆粒的表面金屬化處理和空間位置約束，并在超聲波低溫固結技術下實現了金剛石強化相顆粒在層壓復合材料中穩定存在及其復合材料的自由成形和加工制備。該研究采用掃描電子顯微鏡（SEM）、能量色散光譜（EDS）、聚焦離子束（FIB）和高分辨率透射電子顯微鏡（HRTEM）分析了cr-金剛石與銅基質的微觀結構和界面構型。此外，利用電子后向散射衍射（EBSD）方法評價了cr-金剛石顆粒周圍基體的微觀結構演化。結果表明，鉻-金剛石由于劇烈的塑性變形，與基體形成了良好的固體粘合。Dia/Cu復合材料的導熱系數為428.07 ± 3.3W/mK，金剛石體積分數為8.8%。這一工藝的研究為低溫、低壓、自由設計和開放的顆粒增強金屬基體復合材料的制造開辟了新的途徑。
展開 
一石三鳥—光、濕、熱全穩定的環境友好型銅基鈣鈦礦光伏新材料
這項工作首次對環境友好型銅基鈣鈦礦材料(C6H5CH2NH3)2CuBr4的光電性質、穩定性及光伏性能進行了深入研究，發現(C6H5CH2NH3)2CuBr4不僅具有較高的吸光系數, 還具有優異的全方位穩定性，是目前報道的唯一能夠同時抵抗紫外光、濕、熱的不利影響的銅基鈣鈦礦材料。最后，文章證明了這種材料具有一定的光伏效應。
【圖文導讀】
圖一：(C6H5CH2NH3)2CuBr4具有層狀鈣鈦礦結構，從SEM可以清楚地看到其層狀特征。
圖二：(C6H5CH2NH3)2CuBr4具有禁帶寬度1.81 eV、吸光系數高，并研究了其能帶結構。
圖三：(C6H5CH2NH3)2CuBr4具有良好的濕度、熱穩定性。
圖四：器件結構及光伏效率。
【小結】
本文一種無鉛、高穩定的有機無機雜化鈣鈦礦新材料，并首次證明了其光伏效應，同時具有高的光吸收系數，為解決鈣鈦礦光吸收材料的穩定性和含鉛難題提供了一種新的選擇。
文獻鏈接：(C6H5CH2NH3)2CuBr4: A Lead-Free, Highly Stable Two-Dimensional Perovskite for Solar Cell Applications - ACS Applied Energy Materials https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsaem.8b00372.
【相關工作介紹】
一種高穩定無鉛銅基有機無機雜化光吸收新材料(C6H4NH2CuBr2I)。該成果以“Organic-Inorganic Copper(II)-Based Material: A Low-Toxic, Highly Stable Light Absorber for Photovoltaic Application”為題發表在美國化學會旗下的J. Phys.
展開 一文解讀銅基CO2還原催化劑
銅基材料是CO2還原反應中非常特殊的一類催化劑，無論是在CO2電還原還是熱還原加氫反應。Rossmeisl教授在其綜述[ChemPhysChem 2017, 18, 3266-3273]中認為Cu的特殊性在于Cu對H的吸附弱，而對CO的吸附適中。對H的吸附弱，決定了Cu在電化學反應中可以抑制產氫反應（HER）的進行，提高含碳產物的法拉第效率；而在熱催化加氫中，可以避免C完全加氫生成甲烷，因此Cu是CO2加氫制甲醇的高效催化劑，副產物主要是逆水汽變換反應產生的CO。對CO的吸附適中，保證了Cu在CO2還原中一定的活性，同時scaling relation決定了C-C偶聯很難在Cu上發生，因此，CO2加氫制高碳產物的催化劑一般是鐵基催化劑（Fe3O4可以逆水汽變換，Fe5C2可以費托），PS：這一點似乎可以利用作為輔助活性位點得到短鏈烯烴。而在電催化中，由于電子轉移的效率更為高效，加上適當的化學修飾，如合金化，摻雜非金屬等來調控對中間物種的吸附能力，就可以高選擇性的得到高碳產物。
（1）CO2電還原
Hori等將傳統金屬電極材料按照還原產物分類如下:（1）主產物是HCOOH的材料：Cd、In、Sn、Hg、Tl、Pb等；（2）主產物是CO的材料：Ag、Au、Zn等；（3）主產物是H2的材料：Ni、Fe、Pd、Pt、Ti 等；（4）主產物是烴類的材料只有Cu，如圖1所示。
圖1. 不同催化劑CO
2電還原產物。
該圖選自[ChemPhysChem 2017, 18, 3266-3273]，改編自[J. Chem. Soc.
展開 流動化學｜助劑對糠醛加氫制糠醇銅基催化劑的影響
助劑對糠醛加氫制糠醇銅基催化劑的影響
摘 要：糠醇是一種重要的化學工業原材料，可由糠醛通過選擇性催化加氫得到。糠醇這種物質在橡膠合成、纖維合成、工業鑄造中應用十分的廣泛。同時也是生產醫學藥品、農業藥品、涂敷材料等精細化工產物。制備糠醇的原料糠醛廉價易得，可以通過玉米芯，花生殼，秸稈在硫酸催化脫水制得。所以研究糠醛催化加氫制備高附加值化學品-糠醇，具有巨大的經濟發展前景。糠醛通過加氫還原反應會產生一系列的衍生物，如糠醇、四氫糠醛、四氫糠醇、2-甲基呋喃等等。這是因為不同的催化劑、不同的催化條件會導致糠醛加氫還原產物不盡相同，如果碳碳雙鍵被加氫會生成四氫糠醛，但如果羰基被加氫還原則會生成糠醇。對糠醛分子上的不同結構進行選擇性的還原，選用合適的催化劑就顯得尤為重要。
目前文獻報道關于Cu-SiO2催化劑有幾種方法，比如浸漬法、蒸氨法、共沉淀法、溶膠-凝膠法等等。本實驗中主要采用的是共沉淀法來制備催化劑。在已知最佳催化劑母體的基礎上，摻雜一個或者兩個以上金屬助劑及其化合物之后，考察摻雜的金屬助劑對整體催化劑的活性和壽命（即穩定性）的影響。
關鍵詞：助劑；糠醇；糠醛；共沉淀法
Abstract：Fufurol is an important chemical industrial raw material, can be obtained by fufuraldehyde through selective catalytic hydrogenation.
展開 河南匯金正和焊材的焊材分類
正和焊材的材料根據形態來說有焊片、焊絲、焊條、顆粒、焊環等，根據所含材質可以區分為含鎘與不含鎘的銀基，含磷或不含磷的銀基焊材、含磷或不含磷的銅基焊材、鋁藥芯和銅鋁藥芯以及焊接釬劑等。
銀基釬料的工藝性能比較好，強度、導電、耐腐蝕，是硬釬焊材料中應用范圍很廣的一類；銀銅磷釬料是在磷銅合金中加入銀，降低釬料的熔點，從而改善釬料的塑性、強度、韌性等，在釬焊時加熱的時間應該盡可能的縮短。
在銅基焊材中，磷的含量是決定熔化范圍和性能的關鍵，在紫銅與紫銅焊接時可作為自釬劑，不需要額外添加助焊劑，具有較好的流動性；黃銅的釬料塑性好，熔點比較高，可以采用火焰釬焊等方法。
鋁藥芯焊絲和銅鋁藥芯是復合釬焊材料，焊接時無需添加釬劑，焊接后也不需要清洗，在紫銅與鋁合金、黃銅與鋁合金的火焰釬焊、高頻感應釬焊、爐中釬焊中使用效果顯著。
河南正和焊材有限公司隸屬于擁有31年發展歷程的匯金集團，公司研發有銀基、銅基、鋁基、釬劑等中高端產品，產品形態有焊片、焊絲、焊條，可定制。趙經理：18339935488
展開 光州科學技術院開發富磷銅正極 將二氧化碳轉化為丁醇
“我們正在開發銅基電極，以進行CO2電化學轉換，從而避免*CO二聚，并提升產物選擇性，減少分離過程產生的額外功耗。”
目前已有很多銅基電催化劑，但這是使用CuP2開發具有高度產物選擇性電催化劑的首批示例之一。它可以誘導C-C偶合反應，避免形成CO。眾所周知，CO是銅基系統中的關鍵中間體。研究人員通過表面增強型紅外吸收光譜證實了這一點，使用其CuP2電催化劑，可以獲得理想的1-丁醇產物，同時法拉第電流效率>3%。
這一發現具有重要意義。研究人員表示：“我們的目標是設計出新的可堆疊電極，并提高生產率和轉化效率，從而實現將CO2轉化為實際使用燃料的目標。”
-END-
展開 氧氣管道為何禁止使用閘閥？
事實上，氧氣管道上禁用閘閥，其他的截止閥一樣有事故發生，截止閥的密封面一樣會損壞，一樣有可能發生危險，很多企業的經驗就是氧氣管道全部采用銅基合金閥門，不用碳鋼、不銹鋼閥門。
銅基合金閥門具有機械強度高，耐磨損、安全性好（不產生靜電）等優點，所以真正的原因是因為閘閥的密封面極易磨損而產生的鐵屑才是罪魁禍首，至于密封性下降與否不是關鍵。
事實上很多未采用閘閥的氧氣管道一樣出現爆炸事故，一般都出現在閥門兩側壓差較大，閥門開啟較快的瞬間，多次事故也表明，著火源和可燃物是最終的原因，禁用閘閥不過是控制可燃物的一種手段而已，和定期清除鐵銹、脫脂、禁油等手段的目的都是一樣的，至于控制流速、做好靜電接地等是消除著火源。個人認為閥門材質是第一因素，在氫氣管道上也出現類似的問題，新規范已經將“禁用閘閥”的字眼去掉了，就是個明證，關鍵得找到原因，很多企業其實根本不管操作壓力，一律強行采用銅基合金閥，但一樣有爆炸的事故出現，所以控制著火源和可燃物，精心維護，緊繃安全這根弦才是最關鍵的。
展開 氧氣管道為何禁止使用閘閥？
事實上，氧氣管道上禁用閘閥，其他的截止閥一樣有事故發生，截止閥的密封面一樣會損壞，一樣有可能發生危險，很多企業的經驗就是氧氣管道全部采用銅基合金閥門，不用碳鋼、不銹鋼閥門。
銅基合金閥門具有機械強度高，耐磨損、安全性好（不產生靜電）等優點，所以真正的原因是因為閘閥的密封面極易磨損而產生的鐵屑才是罪魁禍首，至于密封性下降與否不是關鍵。
事實上很多未采用閘閥的氧氣管道一樣出現爆炸事故，一般都出現在閥門兩側壓差較大，閥門開啟較快的瞬間，多次事故也表明，著火源和可燃物是最終的原因，禁用閘閥不過是控制可燃物的一種手段而已，和定期清除鐵銹、脫脂、禁油等手段的目的都是一樣的，至于控制流速、做好靜電接地等是消除著火源。個人認為閥門材質是第一因素，在氫氣管道上也出現類似的問題，新規范已經將“禁用閘閥”的字眼去掉了，就是個明證，關鍵得找到原因，很多企業其實根本不管操作壓力，一律強行采用銅基合金閥，但一樣有爆炸的事故出現，所以控制著火源和可燃物，精心維護，緊繃安全這根弦才是最關鍵的。
展開 
軟釬焊和硬釬焊的區別
（2）硬釬焊
釬料熔點高于450℃的釬焊稱為硬釬焊，常用釬料是銀基焊料和銅基釬料。用銀基焊料的接頭具有較高的強度、導電性和耐蝕性，釬料熔點較低、工藝性良好，但釬料價格較高，多用于要求較高的焊件，一般焊件多采用黃銅釬料。硬釬焊多用于受力較大的鋼和銅合金工件，以及工具的釬焊。硬釬焊的接頭強度為200～490MPa。
河南正和焊材研發生產有銀焊片、銀焊絲、銀焊條、銅基焊材以及鋁基焊材，歡迎電話微信咨詢：1833995488，趙智慧，量大有優惠哦
江雷院士團隊與蘭州大學柳明珠教授在高性能銅網格柔性透明電極研究取得新進展
已報道的銅基柔性透明電極主要是基于銅納米線網絡和銅網格的透明電極，在實際應用中面臨兩個主要難題：一是制備過程比較復雜，不利于大規模生產；二是微納尺度的銅極易被氧化，降低材料的導電性能。這些問題極大地限制了銅基透明電極的進一步應用。
近日，中國科學院院士、中國科學院理化技術研究所研究員江雷團隊與蘭州大學教授柳明珠合作，報道了一種具有高穩定性和優異光電性能的銅網格柔性透明電極。該工作通過限域化學沉積的方法制備了形貌可控的銅網格，通過調控離子液體的化學結構和銅網格的微觀形貌實現了離子液體在銅網格上的超浸潤，進一步通過原位聚合法成功在銅網格表面引入均一的納米離子凝膠層，設計構筑了具有優異光電性能和出色穩定性的離子凝膠復合銅網格柔性透明電極。這種新型的離子凝膠復合銅網格柔性透明電極制備過程簡單，無需復雜的濺射過程，同時材料的柔性、化學穩定性和與基底的結合力等性能均得到提高，有望替代傳統的ITO電極，應用于柔性電子領域。
高性能離子凝膠復合銅網格柔性透明電極的設計
相關研究成果發表在ACS Applied Materials & Interfaces（2018, 10, 29010-29018）上。論文通訊作者是理化所劉洪亮、江雷和蘭州大學柳明珠，論文第一作者是蘭州大學博士生常麗和理化所副研究員張錫奇。相關工作得到國家自然科學基金、中科院重點研究項目、中科院青年創新促進協會等的大力支持。
全文鏈接：
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021%2FACSAMI.8B09023
來源：中科院理化所
展開 功率模塊雙面散熱介紹
l 銅基板：采用常見的銅基氧化鋁陶瓷基板，性價比至上，而且相比電裝的雙面冷卻封裝，銅基氧化鋁陶瓷基板自帶絕緣功能，使得模塊自身絕緣，也取消了絕緣層的需要。
l 填充料：銅基氧化鋁陶瓷基板之間的空隙通過轉印模具注塑密封成型。
參考文獻：
[1]Liu, Ming, Anthony Coppola, Muhammad，Anwar. 2022. Comprehensive Review and State of Development of Double-Sided Cooled Package Technology for Automotive Power Modules. IEEE Open Journal of Power Electronics 3: 271–89.
展開 鑄造用純銅及銅合金的典型熔煉工藝
錫青銅是以錫為主要合金元素的銅基合金，具有良好的耐磨性、耐蝕性，較好的強度和塑性。不含錫青銅有鋁青銅、鉛青銅、硅青銅等，含有的主要元素不同，如鋁青銅是以鋁為主要合金元素的銅基合金。
（1）合金的配料及金屬爐料要求 幾種常用青銅合金熔煉配料成分按表2進行。
要求：在ZCuAl10Fe3合金內允許配入0.7%～0.9%Ni,0.3%～0.4%Mn 以提高合金力學性能。
（2）爐料配比 新料成分占爐料的總重量應≥30%，回爐料≤70%。
（3）熔煉前的準備 青銅熔煉前的準備工作與黃銅熔煉的準備工作相同。木炭應裝入密封的烘烤箱內，在不低于800℃烘烤4小時，待用時要防止吸潮。稻草灰應研碎成粉末狀，除去水分，徹底烘干，待用時也要注意防潮。覆蓋劑均要求干燥并去除其中的雜物。
（4）合金熔煉工藝過程 鑄造青銅的種類較多，這里僅討論幾種典型的合金，同類其他銅合金可以參考使用。
ZCuSn10Pb1、ZCuPb10Sn10的熔煉：①先將坩堝預熱至暗紅色，并在其底部加入20厘米-40厘米厚木炭。②加入電解銅，迅速升溫熔化后再加入回爐料，同時補加木炭，以保證合金液面不暴露在空氣中。③回爐料熔化后，加入磷銅（一般加占爐料重0.5%，熔化磷錫青銅時使用的磷銅可全部加入）。④依次加入鋅、錫、鉛（按配料成分），前一種爐料熔化完全后，再加入下一種，并不斷攪拌合金液。⑤調整合金液溫度在1100-1150℃之間。⑥出爐打渣，再加磷銅（一般加爐料重的0.1%），進行脫氧，均勻攪拌，并在合金液表面上撒一層稻草灰，調整合金液至鑄件工藝卡片要求溫度（一般為1130-1180℃）后，迅速出爐澆注。
ZCuAl10Fe3、ZCuAl10Fe3Mn2的熔煉： ①不能用熔化過別的牌號合金的坩堝熔化這兩種合金。②把坩堝預熱至暗紅色，加入配制好的熔劑。
展開 