贵金属粉体与浆料

• 《贵金属粉体与浆料》专栏序言

  游立;

  <正>贵金属粉体与浆料作为电子元器件、新能源、微电子封装等高端制造领域的核心功能材料，其性能与制备工艺直接关系到器件的可靠性、效率与成本。随着电子设备向高性能、小型化、柔性化方向发展，以及光伏、储能等绿色能源技术的快速推进，行业对贵金属粉体提出了更高要求，包括更低的成本、更高的导电性、更稳定的界面接触以及更可靠的长期服役性能。为应对这些制约绿色能源技术可持续发展的问题，必须加强理论研究与创新技术研发，为贵金属行业的发展提供关键技术支撑。基于此，《金属世界》组织“贵金属粉体与浆料专栏”，重点从贵金属粉体制备、低温环氧胶、光伏电池角度，探讨如何解决制约绿色能源技术发展的瓶颈问题。

  2025年06期 No.242 1-2页 [查看摘要][在线阅读][下载 1181K]
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• 激光增强接触技术：如何让TOPCon太阳能电池更高效？

  丁冰冰;陈栋;游立;

  介绍激光增强接触（LECO）技术如何显著提升一种高效太阳能电池——TOPCon电池的性能。在传统工艺中，电池的金属电极与硅片之间往往接触不良，导致电流难以有效导出，发电效率大打折扣。而LECO技术利用激光在电极位置打出微小通道，促成金属与硅之间形成优质电连接，从而大幅降低接触电阻。实验结果表明，经过LECO处理后，电池的电流输出能力、电压和整体发电效率均获得显著提升，最高效率可达25.85%。值得一提的是，该技术几乎不影响电极本身的导电性能。这一技术为制造更高效率、更可靠的太阳能电池提供了有力支持。

  2025年06期 No.242 3-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 1689K]
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• 低温银浆的“命脉”：高活性银粉的液相合成技术进展

  王微;董思思;朱佩佩;

  低温银浆是制造异质结（HJT）太阳能电池、柔性电子设备及微电子封装等产品的关键材料，而其中的“灵魂成分”——高活性银粉，决定了银浆在低温条件下的导电与烧结性能。本文系统梳理了通过液相还原法制备多种形态银粉的最新进展，包括纳米球形、片状、树枝状、线状以及杨梅状、花状等特殊结构银粉。这些不同形态的银粉各具优势：纳米球形银粉活性高，可在200℃以下快速形成导电通路；片状银粉通过面接触有效降低电阻；树枝状和线状银粉则能以少量构建高效三维导电网络；特殊形貌银粉在保持良好印刷性能的同时，还具备优异的低温烧结特性。尽管目前研究已取得显著成果，但在规模化生产中仍面临均匀性控制难、能耗高、柔性适配性不足等问题。未来，通过优化合成工艺、开发低成本替代材料并推动绿色制备技术，低温银浆的性能与应用范围有望进一步拓展。

  2025年06期 No.242 8-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 1953K]
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• 电子元器件用银钯合金粉的制备与性能探索

  刘士豪;祝书培;

  随着电子产品不断向高性能、小型化方向发展，多层陶瓷电容器（MLCC）作为其核心部件，对内部材料提出了更高要求。银钯合金粉正是制造这类电容器的关键材料之一，它不仅具备优良的导电性，还因钯的加入显著提升了元器件的耐高温性能和结构稳定性，有效避免因银迁移导致的短路等问题。本研究采用液相化学合成法，系统探索了反应p H值、温度以及银钯比例对合金粉性能的影响，采用扫描电子显微镜（SEM）、能量色散X射线光谱（EDS）、X射线衍射（XRD）等手段对合成的银钯合金粉进行表征。结果表明：可通过调节原料中银和钯的质量比制备出不同钯含量的银钯合金粉，当反应pH为3、反应温度为40℃时所得银钯合金粉的合金化程度和分散性较好。

  2025年06期 No.242 18-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 1582K]
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• 复合固化剂协同增韧技术助力超低温结构胶性能突破

  罗林杰;王亚飞;张凯;

  随着新能源、航空航天、电子封装、医疗设备、极地及深海工程等前沿领域的快速发展，市场对能够在极寒条件下保持优异性能的结构胶需求日益迫切。传统结构胶在低温环境下容易发生脱胶或失效，严重影响设备的安全与寿命。本研究基于双酚A型环氧树脂，创新性地引入复合固化剂（聚醚胺D–230与二乙烯三胺）与端羧基液体丁腈橡胶（CTBN）增韧体系，同时辅以交联剂和增塑剂等复合改性成分，系统探究了不同配方对结构胶在超低温环境下力学性能的影响。实验结果表明，当交联剂与增塑剂的质量分别为12和18 g，两种固化剂的质量分别为45和15 g时，所制备的结构胶在液氮温度（-196.6℃）下的剪切强度仍可达5.54 MPa，表现出卓越的耐低温粘接性能。该研究不仅成功开发出一款适用于极端低温环境的双组分环氧结构胶，也为今后高性能粘接材料的设计与应用提供了重要的技术支撑和实践参考。

  2025年06期 No.242 23-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 1873K]
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• 高致密度低银含量HJT电池用银包铜粉的制备与应用

  方佳;张华庆;卢北虎;

  本研究开发了一种适用于异质结（HJT）太阳能电池电极的新型银包铜复合粉体，采用分步化学还原工艺成功制备出具有高致密度和低银含量的材料。通过系统优化反应过程中银源的分配比例、加料时间以及络合体系，研究人员揭示了四乙烯五胺（TEPA）与乙二胺四乙酸二钠（EDTA–2Na）协同作用对银离子定向沉积的关键调控机制。实验结果表明，当第一步置换镀使用总银量2%的银源、加料时间延长至3 h，并采用TEPA与EDTA–2Na复合络合剂时，能够有效控制银镀层的均匀生长，实现银含量的大幅降低。该工艺的创新之处在于为HJT电池金属化环节提供了降低银耗、控制成本的有效路径，助力光伏技术进一步走向规模化应用。

  2025年06期 No.242 30-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 2309K]
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• 银钯合金的热处理工艺

  祝书培;刘士豪;曾鹏;

  银钯合金在导电浆料中具有优异的性能，因此被广泛研究和使用。化学法制备银钯合金粉是目前最主流的制备方法，然而化学法制备银钯合金粉容易残留有机物、合金化程度不充分、表面能较高等问题。本实验通过将银钯合金粉在高温下煅烧来解决这些问题，实验以液相还原法制备的Pd Ag1090（银钯质量比为9∶1）合金粉为基础，在400～700℃的温度下煅烧，研究温度对合金粉结构与性能的影响，并对浆料和制得的多层陶瓷电容器（MLCC）陶瓷进行测试。研究表明，银钯合金粉在600℃时能够得到最佳性能，在浆料与陶瓷中应用也有较好的表现。说明该热处理方法有效地对前端制备的银钯合金粉进行改进。

  2025年06期 No.242 36-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 1852K]
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高熵合金

• 双时效策略助力Al₉Co₂₃Cr₇Fe₁₈Ni₃₈Nb₂Ti₃高熵合金高温塑性提升

  吴亚奇;张勇;

  高熵合金因其优异的综合性能，在极端环境中展现出巨大应用潜力。然而，在高温条件下，这类合金的晶界处容易产生不连续沉淀相，它不仅削弱晶界强度，还成为裂纹的“策源地”，导致材料过早断裂，严重限制了其高温使用性能。为攻克这一难题，研究人员设计了一种新型高熵合金——Al_9Co_(23)Cr_7Fe_(18)Ni_(38)Nb_2Ti_3，并创新性地提出“双时效”热处理策略。该策略通过分阶段调控合金中强化相的析出行为，有效抑制了晶界有害结构的形成，显著增强了材料在700℃下的晶界稳定性与变形能力。实验结果表明，经过双时效处理的合金在保持高强度的同时，延伸率大幅提升至9.3%，远优于传统热处理下的2%。断口分析也显示出韧性断裂特征，进一步验证了该策略在提升高温塑性方面的有效性。本研究为解决高熵合金高温脆性问题提供了新思路。

  2025年06期 No.242 41-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 2546K]
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金属与文明

• 金相实验室中的冶金考古探索：实验模块建设与文化传承

  杨平;

  在北京科技大学材料科学与工程学院的金相实验室内，悬挂着一组引人注目的金相照片——它们记录了古代铁器的微观组织，也默默见证着学校金相（现在的材料）专业与科技史学科之间深厚的历史渊源。这里不仅是《材料科学基础》等专业课程的重要实验基地，更曾孕育出一套系统的金属学实验体系。近年来，随着冶金考古研究的深入，我们萌生了一个新的构想：以金相实验室为平台，构建一个集实物展示、样品观察、组织分析与背景解读于一体的冶金考古实验模块。该模块将展出多组经检测的古代金属器物，并配套开发三个新实验，涵盖铁制兵器、铁制农工具及青铜铸币的微观组织研究。我们希望通过这一跨学科实践，不仅增强学生对材料科学的兴趣，更在观察与分析中感悟中华冶金文明的辉煌，实现专业知识与历史文化的有机关联，真正做到“以物证史、以材育人”。

  2025年06期 No.242 50-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 3060K]
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炉火探秘

• 钢轧转炉烟气智能预测与控制系统的研发与实现

  胡显堂;宋征;杨星;

  在钢铁冶炼过程中，转炉顶吹氧工艺是核心环节之一。随着生产节奏不断加快，传统人工操作不仅劳动强度大，也容易引发现场事故。为提高转炉炼钢的自动化与智能化水平，首钢京唐公司研发了一套基于烟气分析的智能预测与控制系统。该系统通过实时采集和分析转炉排放的烟气数据，精准判断冶炼状态，并动态指导副枪进行测温、取样及定碳操作，大幅提升终点碳含量和温度的预测准确性。本文详细介绍了该系统的设计思路与方法，包括烟气延迟时间分析、工艺计算模型构建、一二级系统通讯实现等关键模块，为推进智慧炼钢提供了可靠的技术支撑。

  2025年06期 No.242 59-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 1861K]
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• 高质量ER70S-6焊接用钢：关键技术及实践效果

  张垚;张朝发;李硕;张宝景;高赛;

  优质的焊丝钢离不开精准的炼钢工艺。ER70S-6作为一种常用的CO_2气体保护焊丝材料，在生产中常出现拉拔时易断、焊接时飞溅多的问题。为解决这些难题，通过炼钢全流程的系统控制，重点开发并应用了以下关键技术：严格控制钢中氮含量，将其降至0.0030%以下；采用LF双渣系精炼技术，同步实现高效脱硫与杂质去除，使硫质量分数保持在0.008%～0.018%；精准控制钙质量分数在0.0005%以下，显著降低焊接飞溅；优化连铸工艺，大幅改善铸坯内部质量，中心疏松、偏析等缺陷评级均不超过0.5级。通过上述技术集成，实现了ER70S-6焊丝钢的稳定量产，月产超过1.5万t，可拉拔至0.8 mm而不断丝，焊接性能优良，飞溅率低，目前已稳定供应国内多家知名焊材企业。

  2025年06期 No.242 66-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 1844K]
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• 基于CO数值的造前期渣控制方法研究与应用

  周志勇;彭灿锋;赵龙;杨林;潘佳;郝泽宇;

  在转炉冶炼工艺中，双渣法是一种重要的造前期渣的控制方法，但传统的双渣操作存在一些缺陷，如铁元素损失过大、钢铁料消耗相对较高等。为此，本文提出一种基于CO数值造前期渣的控制方法，通过科学调控吹氧时间、枪位和加料操作，实现对双渣造渣形成过程的精准控制，从而最大限度去除磷元素及有害物质，并减少铁损失和钢铁料消耗。实验结果表明，该方法能够提高吹炼过程的稳定性和效率，有利于提高钢铁冶炼的质量和产量。

  2025年06期 No.242 71-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 1677K]
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金属变形记

• 锻造更强铝合金——探秘中间形变热处理工艺对7050铝合金微观组织和性能的影响

  沈忱;郭凝;夏蓉;黄凯莉;杨丹豪;

  航空航天等领域为何对铝合金的性能要求如此苛刻？如何让铝变得既轻便又超级坚固？传统的热处理方式往往难以兼顾强度与韧性，而“中间形变热处理”作为一种复合工艺，正逐步成为解决这一难题的关键。本文以7050铝合金为研究对象，通过精细调控其过时效温度与轧制变形量，系统分析该工艺对材料微观组织与力学性能的影响。实验表明，合适的工艺参数可显著提高合金的再结晶程度与第二相析出效果，从而同步提升其抗拉强度、屈服强度和伸长率。这一研究不仅深化了对铝合金强化机制的理解，也为高性能铝合金在高端装备制造中的应用提供路径。

  2025年06期 No.242 76-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 2114K]
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• 冷轧纯钛带板形控制的工艺解析

  赵兵兵;曲家东;高尚飞;王怀勇;

  钛金属被誉为“太空金属”和“海洋金属”，在航空、航天、船舶、化工等高端领域扮演着不可替代的角色。冷轧钛带作为高端钛制品的基础材料，其板形质量直接影响最终产品的性能和外观。本文聚焦于六辊可逆冷轧机在生产冷轧钛带时常见的板形问题，系统分析了道次加工率、辊系配合、张力控制、工艺润滑等关键工艺参数对板形的影响，旨在找出最优工艺组合，提升钛带平整度。研究显示：通过合理分配道次加工率、控制末道次加工率在4%～9%、设定中间辊窜辊修正系数为50～70 mm，并配合润滑、张力与轧辊倾斜的综合调控，可实现板形平直度≤3 mm/m，完全满足国家标准GB/T 26723—2011的要求，为高品质钛带的工业化生产提供了可靠工艺方案。

  2025年06期 No.242 83-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 1680K]
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材料物语

• Ti_1-xM_xB₂固溶体制备及其硬度性能研究

  王亚丽;赵峰;

  二硼化钛（TiB_2）是一种极具应用潜力的高性能陶瓷材料。为了进一步提升其力学性能，本研究探索了通过添加过渡金属（铬Cr、钼Mo、钨W）来制备固溶体合金的方法。采用电弧熔炼技术，成功将这3种元素分别引入到TiB_2的晶体结构中。微观结构分析表明，钼和钨的添加有助于获得更致密、缺陷更少的合金组织，而铬的引入则容易产生孔隙。硬度测试结果印证了这一点：含钼和钨的合金硬度得到了显著提升，最优组别的硬度值相较纯TiB_2分别提高了6%和4%；而含铬合金的硬度改善则不明显。

  2025年06期 No.242 88-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 2074K]
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冶途质检站

• 如何精准测定银锭中的微量铅？——火焰原子吸收光谱法的适用性探究

  郑莉;王志宁;蔡兆峰;

  银锭中铅的含量虽然极低（通常低于5×10~(-6)），却对其品质和应用有着重要影响。目前，国家标准中铅的检测范围为5×10~(-6)～5×10~(-4)，而实际样品中铅含量往往低于此范围。因此，我们开展了一项系统研究，验证了火焰原子吸收光谱法在检测银锭中微量铅时的可行性。研究从试剂、仪器、线性范围、检出限、精密度、回收率等多个角度入手，全面评估了该方法的适用性。结果显示，该方法线性良好（相关系数r>0.997），检出限低至0.1114 mg/L，精密度和回收率也均符合标准要求，表明本实验室具备准确检测银锭中痕量铅的技术能力。此外，我们还针对实验过程中遇到的一些实际问题，如空白样品中未检出铅时的检出限计算、极低浓度下重复性限的确定等，提出了可行的数据处理方法，希望能为同行在痕量元素分析中提供有益参考。

  2025年06期 No.242 95-100页 [查看摘要][在线阅读][下载 1497K]
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冶金环保风

• 白云石悬浮煅烧实验研究：一种高效节能的煅烧新路径

  李晓峰;张林进;张玉;

  为探索白云石煅烧的新方式，本研究搭建了一套日处理量为1 t的悬浮煅烧实验平台，系统研究了白云石在悬浮状态下的煅烧行为。实验表明，当烟气入口温度控制在1320℃时，所得煅白产品的灼减率仅为0.2%～0.4%，水化活性度达30%～34%，完全满足皮江法炼镁的工艺要求。在后续真空还原炼镁实验中，其料镁比低至6.150，优于传统块状煅烧工艺。此外，该技术的理论热耗可低至4600 k J/kg（以煅白计），比新型节能回转窑降低16.4%。需要注意的是，悬浮煅白在露天存放时吸湿性强，低温下还易与烟气发生逆反应，因此实际生产中需强化料仓密封与旋风分离效率。

  2025年06期 No.242 101-107页 [查看摘要][在线阅读][下载 1787K]
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