【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及單晶金屬絲材的，具體涉及一種單晶金屬絲材及其制備方法。
技術介紹
1、例如，金屬鎳絲具有良好的機械強度、抗腐蝕及較高的耐熱強度，適用于制作真空器件、電子儀器元件、化工生產強堿的濾網等。電子設備中，音頻和視頻電纜要求傳輸信號無失真，利用銅絲制作的導線可保證高速數據傳輸和高保真(hi-fi)。另外，超細銅絲作為電子封裝用內引線，是集成電路和半導體分立器件在制造過程中必不可少的基礎材料之一，是連接硅片電極與引線框架的外部引出端子的橋梁，起到傳遞芯片電信號，散發芯片內部熱量的作用。相比于金絲，銅絲價格低廉，其僅為金線價格的20%?-?40%，但銅絲卻具備更高的電導率和熱導率（僅次于銀線），因此銅絲成為替代金絲成為半導體封裝引線的重要材料。
2、目前，商用金屬絲材通常以較昂貴的連鑄金屬棒作為初始原料，經過多道次拉拔而成。在拉拔過程中，通常伴隨著嚴重的加工硬化與缺陷的產生，從而影響金屬絲的電學與機械性能。相比于多晶絲材，單晶金屬絲材由于沒有晶界，可有效降低電子與聲子散射，相比多晶絲材具備更出色的導電和導熱性能。因此，單晶銅絲成為替代昂貴金絲成為半導體封裝引線的理想材料。另外，由于單晶金屬絲材無晶界，可有效避免高溫晶界滑移等結構不穩定因素，通常表現出優異的高溫力學性能，因此廣泛應用制造機械熱端結構部件等領域。
3、現有技術中，通過連鑄方式制備的單晶絲材通常存在很多缺陷，這是由于連鑄過程中金屬樣品與模具直接接觸，模具擠壓金屬制品產生變形，因而很容易在晶體內部引入亞晶界等缺陷，進而影響其性能，因此目前連鑄法很
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提供本專利技術提供了一種單晶金屬絲材及其制備方法。
2、該方法以多晶金屬棒為初始原料，不僅摒棄以昂貴的單晶棒材為原料的限制，而且操作較為簡單，成本較低，所制得的單晶金屬成分均勻，單晶化程度高。
3、為實現上述目的，本專利技術是通過下列技術方案實現的：
4、一種制備單晶金屬絲材及其制備方法，包括下述制備步驟：
5、s1?以多晶金屬坯料棒作為起始原料，通過熱處理得到等軸晶粒的多晶金屬棒；
6、s2?將步驟（1）得到的等軸晶粒多晶粗金屬棒通過多次拉拔處理得到多晶細金屬棒；
7、s3?將步驟（2）得到多晶細金屬棒進行溫度梯度退火，得到單晶細金屬棒；
8、s4?將步驟（3）中的單晶細金屬棒進行若干道次拉拔，得到不同直徑多晶超細金屬絲；
9、s5?將步驟（4）得到拉制好的不同直徑多晶超細金屬絲沿絲材軸向再次進行溫度梯度退火處理；
10、s6?將步驟（5）熱處理得到的細金屬絲進行酸洗干燥，得到不同直徑單晶超細金屬絲材。
11、作為本方案的進一步改進，
12、s1中，所述的多晶金屬坯料的純度為99.999%。
13、作為本方案的進一步改進，
14、s1中，所述熱處理的具體操作為：
15、將99.999%的高純金屬坯料酸洗之后在500-900℃下進行熱處理，爐內壓力為a，滿足數量關系a≤10-3?pa；
16、升溫速率10℃/min，熱處理時間12-24小時，后隨爐冷卻得到等軸晶粒的多晶銅棒。
17、作為本方案的進一步改進，
18、s2中，所述的多晶坯料拉拔溫度為650-950℃，操作過程中使用潤滑劑，該潤滑劑流出模孔速度控制在25-40/m?min-1,?獲得直徑6-10?mm的多晶細金屬棒。
19、作為本方案的進一步改進，所述潤滑劑由45號機油加25?%片狀石墨制得。
20、作為本方案的進一步改進，
21、s3中，在雙溫區管式爐內構建2℃/cm?-?4℃/cm的溫度梯度，其中高溫區溫度低于熔點10-50℃，低溫區溫度控制低于熔點50-100℃范圍內，升溫速率5-10℃/min，熱處理48-96小時。
22、作為本方案的進一步改進，
23、s3中,得到單晶細金屬棒再經微機程控交流伺服電機驅動的拉絲機上進行50-100次多道次拉制成直徑為0.018?-?0.040?mm的多晶細金屬絲。
24、作為本方案的進一步改進，
25、s4中，在雙溫區管式爐內構建2℃/cm?-?4℃/cm的溫度梯度，其中高溫區溫度低于熔點10-50℃，低溫區溫度低于熔點50-100℃范圍內，升溫速率5-10℃/min。
26、作為本方案的進一步改進，
27、s5中，
28、對所述的多晶超細金屬絲材在以上溫度梯度范圍內進行退火12-48小時，得到單晶金屬絲材；
29、所使用的保護氣體為2.5-5%氫氬氣混合氣，氣體流量控制在300-600sccm。
30、作為本方案的進一步改進，
31、s5中，對熱處理過后的單晶金屬絲材進行表面酸洗與清潔。
32、一種單晶金屬絲材，該單晶金屬絲材由單晶金屬絲材的制備方法制得。
33、作為本方案的進一步改進，多晶金屬坯料為純度為99.999%的高純無氧銅棒或純度為99.99%的高純鎳棒。
34、本專利技術的單晶金屬絲材，具備下述有益效果：
35、1）多晶金屬坯料為純度為99.999%的高純無氧銅棒或純度為99.99%的高純鎳棒，所制得的單晶金屬成分均勻，單晶化程度高。
36、本專利技術的單晶金屬絲材的制備方法，具備下述有益效果：
37、1）本專利技術聚焦單晶金屬絲材的新型制備方法，不依賴高溫熔融環境，即利用特殊設計的高溫退火工藝即可實現多晶金屬到單晶金屬的轉變，區別于傳統熔融單晶生長法；
38、2）本專利技術中采用了溫度梯度退火工藝，可有效去除傳統熱處理導致晶粒競爭性生長，晶界無法消除的缺點。另外，本專利技術使用固態多晶金屬作為原料，可有效避免傳統熔融法由于熔體坩堝相接觸而引入雜質，提高了晶體純度與質量，進而提高了金屬絲材的電學性能；
39、3）本專利技術采用無熔融法制備單晶金屬絲材，由于采用多晶原料，長度具備可拓展性，而且不依賴昂貴的設備，原料易得，工藝簡單，易于控制，成本低，易于大規模推廣。
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1.一種單晶金屬絲材的制備方法，其特征在于，包括下述制備步驟：
2.根據權利要求1所述的單晶金屬絲材的制備方法，其特征在于，
3.根據權利要求1所述的單晶金屬絲材的制備方法，其特征在于，
4.根據權利要求1所述的單晶金屬絲材的制備方法，其特征在于，
5.?根據權利要求4所述的單晶金屬絲材的制備方法，其特征在于，所述潤滑劑由45號機油加25?%片狀石墨制得。
6.根據權利要求1所述的單晶金屬絲材的制備方法，其特征在于，
7.根據權利要求1所述的單晶金屬絲材的制備方法，其特征在于，
8.根據權利要求1所述的單晶金屬絲材的制備方法，其特征在于，
9.一種單晶金屬絲材，其特征在于，該單晶金屬絲材由權利要求1~8任一項所述的單晶金屬絲材的制備方法制得。
10.根據權利要求9所述的單晶金屬絲材，其特征在于，多晶金屬坯料為純度為99.999%的高純無氧銅棒或純度為99.99%的高純鎳棒。
【技術特征摘要】
1.一種單晶金屬絲材的制備方法，其特征在于，包括下述制備步驟：
2.根據權利要求1所述的單晶金屬絲材的制備方法，其特征在于，
3.根據權利要求1所述的單晶金屬絲材的制備方法，其特征在于，
4.根據權利要求1所述的單晶金屬絲材的制備方法，其特征在于，
5.?根據權利要求4所述的單晶金屬絲材的制備方法，其特征在于，所述潤滑劑由45號機油加25?%片狀石墨制得。
6.根據權利要求1所述的單...
【專利技術屬性】
技術研發人員：鄭瑞曉，李鶴，魏大圣，劉茂文，王成遠，魯園園，馬朝利，
申請(專利權)人：天目山實驗室，
類型：發明
國別省市：
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