实验室在新型有色金属功能材料方向的主要任务是面向国家重点领域和重大工程需求,结合河南省有色金属产业现状,拟重点开展以下四个方面的应用基础研究和关键技术开发:高性能铜基材料、有色金属高纯材料、有色新能源功能材料、高温钨钼材料。
(1)高性能铜基材料开发及关键制备技术
拟开展的具体研究内容:1)面向大尺寸、高传输速率、低损耗的芯片封装需求,开展芯片封装用高强极薄载体铜箔的电沉积工艺优化、剥离层研制、微粗化和偶联化工艺优化等研究工作,开发芯片封装用高强极薄载体铜箔成套制造技术。2)面向大规模集成电路对蚀刻引线框架铜合金带材残余应力的更高要求,开发蚀刻引线框架铜合金带材高强和低残余应力协调控制技术。3)面向高端连接器、超/特高压电器等领域对铜合金“高抗应力松弛”的极限追求,开展合金组分、形变热处理工艺对强化相、晶粒、位错等微结构特征的影响规律研究,开发高强高导高抗应力松驰铜合金。4)面向集成电路、音视频传输等领域对铜基微细丝“控形控性”的更高追求,开展定向凝固组织控制、变形纳米孪晶和微带结构调控等技术研究。5)面向海洋工程、油气开采等领域对铜合金耐磨和耐蚀性能的更高要求,开展耐蚀铜合金的组分优化设计、凝固组织偏析抑制机理、变形和热处理工艺调控、摩擦-腐蚀耦合损伤机制等研究。6)以电子信息、高端装备等领域用铜及铜合金综合性能提升为目标,开发铜及铜合金洁净化控制及性能调控技术,满足IGBT覆铜板、冶金装备等高端领域铜材需求。7)面向装备、高压电器、轨道交通等领域,以提升铜基摩擦副材料服役寿命和载流质量为目标,开发高强、高磨损、高耐电蚀、抗粘着等综合性能优良的铜基复合材料。
(2)有色金属高纯材料
以超大规模集成电路制造所需高纯金属材料及溅射靶材为牵引,着重开展以下研究:1)突破选择性离子交换+熔盐电解等湿法提纯关键技术,实现伴生杂质元素高效去除,优化Co、Ti、Ta等芯片用金属提纯及制备技术;2)开展高性能大尺寸靶材成型与组织调控研究,优化晶粒尺寸与晶粒晶向控制技术,探明靶材微观组织与其溅射性能的内在关联;3)探明靶材纯度、杂质含量对薄膜性能的影响,开展高性能高纯薄膜研制及其在微电子器件、新能源电池及催化等领域的应用研究。
(3)有色新能源功能材料
面向未来新能源领域重大需求,针对我国“碳达峰、碳中和”战略目标,着重开展以下研究:1)突破高强高抗拉超薄箔类集流体的制备关键技术,实现知识产权自主化;2)调控金属电极(镁等)界面结构,阐明金属电极腐蚀与枝晶生长机制,实现超稳定长寿命金属电极材料的开发;3)针对界面催化中高活性与长效稳定性间的矛盾,探索基于多策略改性的新型材料制备技术、新机制和新理论,展开有色金属界面催化工程研究,提出长效高活性催化机制。
(4)高温钨钼材料
以电子显示以及光伏行业所需大尺寸钨钼溅射靶材为牵引,着重开展以下研究:1)高纯钼和钨粉制备(纯度≥99.97%)关键技术:探明影响粉末杂含的关键制备工艺、主要原材料成分及环境因素,提出基于原材料及制备方法及工艺参数的成分调控准则。2)开展高性能大尺寸钨钼板靶成形关键技术研究,解决大尺寸靶材辊道输送及轧机咬入等加工困难,改进大尺寸板坯压制成型工艺控制及烧结技术。3)大尺寸钼管靶的绑定技术,解决大尺寸空心钼管靶绑定后同心率及绑定率指标差、管靶基体晶粒均匀度检测等难题,实现3500mm规格钼管一体式绑定加工能力。