​(科學新知)超強高導耐熱銅箔 王瑩

 筆者從中國科學院金屬研究所瀋陽材料科學國家研究中心瞭解到,該中心盧磊研究員團隊成功研發出一種兼具超高強度、高導電性與優異熱穩定性的「超級銅箔」,有效破解了銅箔在強度與塑性、導電性、熱穩定性之間長期存在的「此消彼長」困境。相關研究結果在國際學術期刊《科學》上在線發表。

 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,有一道長期無法跨越的難關:強度高,導電性就差;導電性好,熱穩定又跟不上,這三者難以兼得。隨着AI算力與下一代新能源系統對材料性能需求的持續升級,這個瓶頸越來越突出。

 這項突破的核心在於一種全新的「梯度序構」微觀結構設計。研究團隊在滿足工業化條件的電解沉積製備過程中,巧妙加入微量有機添加劑,在厚度為10微米的超薄銅箔內部生出大量僅3納米大小的高密度納米疇。這些納米疇沿銅箔厚度方向有規律分佈,一會兒密集、一會兒稀疏,形成了特殊的梯度序構。

 新研製的「超級銅箔」拉伸強度高達900兆帕,突破了常規銅箔的強度極限。同時,該銅箔導電率較同等強度水平的銅合金提升約2倍;室温放置近半年後性能無衰減,成功攻克了強度、導電性和熱穩定性難以兼得的難題。

 該研究不僅為高性能銅箔的製備開闢了全新的設計思路,也展現了梯度序構策略在開發下一代「結構-功能」一體化材料方面的巨大潛力。

 據瞭解,梯度納米疇銅箔已具備在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,對電子信息產業和新能源產業的發展具有重要意義。◇