Ara que hem acabat la classificació dels aliatges de coure, parlem de la tendència de desenvolupament dels aliatges de coure:
1. Alta purificació: l'objectiu principal de l'alta purificació és millorar al màxim la conductivitat elèctrica i tèrmica del material. El contingut de coure del coure industrial oscil·la entre el 99,90% i el 99,95%, i després fins al 99,99% (4N) o fins i tot més, com ara el coure ultrapur que conté un 99,9999% (6N), i els requisits de contingut d'impureses són també més estricte. Per exemple, el contingut d'oxigen (O) es redueix de 0.01%~0.{{20}}5% a 0,001%~0,006% , i finalment al 0,0002%~0,0003%. Minimitzar l'impacte de les impureses sobre la conductivitat elèctrica i tèrmica. Les aplicacions típiques inclouen coure d'alta puresa per a cables de connexió de transmissió de xarxa, coure d'alta puresa sense oxigen per a dispositius elèctrics de buit, coure monocristal i coure ultra pur per a una guia de precisió i transmissió de senyals d'alta fidelitat i superconductors, etc.
En comparació amb el coure policristalí, la resistència a la tracció del coure monocristal·lí es redueix un 24,71%, l'allargament augmenta 2,39 vegades, la contracció de la secció transversal augmenta 4,14 vegades, la resistivitat es redueix un 31,7%, menys d'1,72 × { {11}}Ω·m, el contingut d'oxigen és inferior a 5×10-6, el contingut d'hidrogen és inferior a 0...5×{10-6 i la densitat és superior a 8,92t/m3.
L'altra cara del desenvolupament dels materials d'aliatge de coure cap a una alta purificació és que la matriu d'aliatge de coure ha d'estar altament purificada en aliatges de coure microaliatges per garantir que el material tingui un rendiment integral més alt.
2. Microaliatge: La finalitat de la microaliatge és sacrificar la menor conductivitat elèctrica i tèrmica a canvi d'altres propietats, com ara un augment significatiu de la resistència. Per exemple, afegint un 0,1% de ferro (Fe), magnesi (Mg), tel·luri (Te), silici (Si), plata (Ag), titani (Ti), crom (Cr) o zirconi (Zr), elements de terres rares, etc. poden millorar la seva resistència, duresa, temperatura de suavització o mecanització. El coure microaliat és un dels temes candents en el desenvolupament actual de materials d'aliatge de coure. El coure resistent a l'oxigen i els aliatges de coure d'alta resistència i alta conductivitat són els principals coures microaliats.
El concepte de coure basat en oxigen és que, en relació amb el coure lliure d'oxigen, el seu contingut de coure és superior al 99,90%, que és equivalent al coure pur ordinari, però el seu contingut d'oxigen es controla a 0. 005% ~ 0,02% i la conductivitat pot ser superior al 100% IACS. Això es deu al fet que la quantitat adequada d'oxigen té un cert paper d'oxidació i químic en els elements d'impuresa entre els cristalls, purificant la matriu fins a cert punt. La característica més important de la producció de coure a base d'oxigen és el baix cost de les seves matèries primeres. Els residus de coure de baixa qualitat s'utilitzen per produir materials de coure basats en oxigen amb alta conductivitat elèctrica i tèrmica.
Els aliatges de coure d'alta resistència i alta conductivitat han estat afavorits pels treballadors de la ciència i tecnologia dels materials de tot el món a causa del seu bon rendiment integral. Són el tipus d'aliatge de coure de més ràpid creixement en els últims anys. Els elements afegits per microaliatge són principalment: P, Fe, Cr, Zr, Ni, Si, Ag, Sn, Al, etc. Els sistemes d'aliatge representatius són principalment Cu-P, Cu-Fe-P, Cu-Ni-Si sistema, sistema Cu-Cr, sistema Cu-Cr-Zr, Cu-Ag, Cu-Ag-Cr, sistema Cu-Ag-Zr, sistema Cu-Sn, etc., així com diversos sistemes d'aliatge de terres rares. La suma dels continguts d'altres components de l'aliatge pot ser com a mínim 0.01% ~ 0,1%, i el màxim no és generalment superior al 3%. La seva característica comuna és que el material té una alta resistència i alta conductivitat.
3. Aliatge complex de diversos elements: per millorar encara més la resistència, la resistència a la corrosió, la resistència al desgast i altres propietats del coure i els seus aliatges, o per complir amb determinats requisits d'aplicació especial, hi ha diversos components com ara cinc i sis elements. afegit al bronze i llautó existents per aconseguir diferents funcions com ara una alta elasticitat, alta resistència al desgast, alta resistència a la corrosió i fàcil tall. L'aliatge multielement (quatre o més components) s'ha convertit en un altre tema candent en el desenvolupament d'aliatges de coure, i els nous aliatges complexos estan sorgint en un corrent infinit. Els aliatges típics inclouen llautó manganès multielement, llautó silici-manganès, llautó bor-estany, aliatges de coure de tall lliure sense plom, etc. Les seves característiques comunes són alta resistència i tenacitat, i la resistència a la tracció generalment pot arribar a 6{{24 }}0~70{{30}}MPa o més. Per exemple, el nou llautó manganès HMn59-2-1-0.5 (Cu: 58%~59%, Mn: 1,8%~2,2%, Al: 1,4%~1,7%, Fe: 0,36% ~0,65%, Si: 0,6%~0,9%, Sn: 0,1%~0,4%, Pb: 0,3%~{0,6%, Zn restant) té una força del tub de control de més de 6{{6{0}}{0MPa, un allargament superior al 2{{70}}% i una duresa HB superior a 180. Llautó d'alumini HAl64-5-4-2 (Cu: 63,5%~65,5%, Al: 4,5%~6,0%, Mn: 3,{0%~5,0%, Fe: 2,0%~ 3,0%, Pb: 0,2% ~ 1,0%, Zn restant), la seva resistència arriba a més de 750MPa, la duresa HB supera els 220. Nou bronze d'alumini QAl9-5-1-1 (Cu: resta, Al: 8,0% ~ 10,0%, Ni : 4,0% ~ 6,0%, Mn: 0,5% ~ 1,5%, Fe: 0,5% ~ 1,5%), la seva resistència és de 650MPa, el límit elàstic arriba als 400MPa, l'allargament arriba al 14%. Aquests materials s'utilitzen per fabricar anells d'engranatges sincronitzadors d'automòbils, parells de fricció de bombes d'alta pressió o falques de coure d'elèctrodes, i la seva vida útil és d'una a diverses vegades més gran que la del llautó o el bronze normals.
En els últims anys, amb la millora de la consciència ambiental de la gent, la protecció del medi ambient s'ha convertit en el tema del desenvolupament de la civilització mundial. La gent està més preocupada per la influència d'elements nocius com el plom, el beril·li, el cadmi i l'arsènic. El desenvolupament de materials d'aliatge de coure respectuosos amb el medi ambient, com ara el llautó sense plom, l'aliatge de coure d'alta elasticitat sense beril·li i l'aliatge de coure resistent a la corrosió sense arsènic s'ha convertit en una de les direccions importants de desenvolupament dels materials d'aliatge de coure.
4. Materials compostos: hi ha dues maneres principals de fabricar materials d'aliatge de coure: una és introduir elements d'aliatge per enfortir la matriu de coure per formar un aliatge; l'altra és introduir una segona fase d'enfortiment per formar un material compost. Per exemple, el coure sense oxigen reforçat per dispersió és un material compost artificial típic, i les partícules disperses que s'utilitzen habitualment inclouen Al2O3, ZrO2, Y2O3, ThO2, etc. El mètode de material compost artificial fa referència a l'addició artificial de partícules, bigotis o fibres de segona fase. al coure per enfortir la matriu de coure i introduir partícules d'òxid uniformement distribuïdes, fines i tèrmicament estables a la matriu de coure per enfortir el coure per obtenir un material. El component de la segona fase és generalment inferior a l'1% o fins i tot inferior al 0,01%, però l'efecte de reforç del material és molt evident, sobretot millorant molt la resistència a alta temperatura del material. Per exemple, Cu-2.5%TiB2 (fracció de volum), la conductivitat és del 76% LACS i la resistència a la tracció és de 675MPa; Aliatges de la sèrie Cu-0.5%Al2O3 (fracció de massa), la resistència a l'hivernacle del material pot arribar a 500 ~ 800 MPa, la conductivitat pot arribar a més del 85% LACS i la resistència del material després de la crema d'hidrogen a 900 grau encara arriba als 200 ~ 400MPa.
Un altre tipus de desenvolupament ràpid són els materials compostos in situ (materials compostos autògens). Els materials compostos in situ es refereixen a un tipus de material compost en el qual es generen reforços a la matriu de coure mitjançant reaccions exotèrmiques entre elements o entre elements i compostos. Els reforços d'aquest tipus de material compost no tenen contaminació de la interfície i tenen una bona compatibilitat de la interfície amb la matriu. En comparació amb els materials compostos de reforç extern artificial tradicional, la seva força millora molt, mantenint una bona duresa i un bon rendiment a alta temperatura. Per exemple, els materials compostos de Cu-20%Nb (fracció de volum) tenen una resistència a la tracció extremadament alta, propera als 2000 Pa; Cu-18% (fracció de massa) té una conductivitat del 66,6% LACS i una resistència a la tracció de 1450 MPa. Altres materials compostos, com ara Cu-Fe i Cu-Ta, també tenen una resistència a alta temperatura ambient i una resistència a alta temperatura, i la resistència dels materials generalment pot arribar a 800 ~ 1500 MPa.
