用工业单晶铜线材制备的高保真通讯电缆传输性能有明显的正反方向性差异。目前,这种传输性能的方向性还无法直接标定,产生差异的微观机制也无公开文献报道。本项目主要研究工业单晶铜线材凝固组织的演化,单晶、工业单晶、多晶铜线材在变形过程中亚结构、微观剪切带、胞块和形变织构等显微缺陷的变化规律,以及凝固组织与变形组织的遗传性;检测变形和未变形单晶、工业单晶、多晶铜线材制备的高保真通讯电缆的电阻、电容、电感以及传输信号的失真度;明确凝固组织与线材传输性能的相关性,变形微缺陷与信号电子的交互作用,凝固组织与变形组织的遗传性对传输信号的影响规律;探索工业单晶线材正反方向传输性能差异的微观机制,提出工业单晶线材正反方向传输的标定以及消除方法。本项研究,不仅可以提高和控制工业单晶金属线材的信号传输质量,为工业单晶的实际应用提供理论依据;还可以揭示信号电子与晶体缺陷交互作用,促进相关学科的发展。
采用金属线材单晶化以及单晶连铸技术制备了工业单晶铜线材;利用光学金相、电子背散射技术、透射电子显微术以及X射线衍射,表征了工业单晶铜以及变形工业单晶铜的宏观和微观组织、织构;采用变形单晶和多晶铜线材,制备不同型号的专业电缆,同时检测了电缆的信号传输性能;以高精度电阻仪检测不同变形量的单晶铜线材电阻率。在此基础上,本项研究主要完成以下工作1)金属线材单晶化技术的开发、样机的设计以及工艺研究;2)塑性变形对工业单晶铜线材线材宏观、微观组织的影响规律;3)塑性变形对变形单晶铜线材形变织构演化的影响;4)多晶、单晶铜线材通讯电缆信号传输性能的研究;5)塑性变形对工业单晶铜线材电阻率以及电阻率正反方向差异的影响;6)变形工业单晶铜线材电学性能正反方向差异的标定方法以及微观机制分析。