一种单晶铜薄板制备装置及制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109093088A(43)申请公布日2018.12.28(21)申请号201811186188.8(22)申请日2018.10.12(71)申请人兰州理工大学地址730050甘肃省兰州市七里河区兰工坪路287号(72)发明人郭廷彪倪吉旭严维新(74)专利代理机构兰州振华专利代理有限责任公司62102代理人董斌(51)Int.Cl.B22D11/14(2006.01)C30B15/06(2006.01)C30B29/02(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种单晶铜薄板制备装置及制备方法(57)摘要一种单晶铜薄板制备装置及制备方法，其结构为：（11）水平圆形通液管（11）左端通过法兰盘（9）与熔炉（14）内的通液管相连，其周围有（10）加热装置（10），右端与水平板状通液管（24）相连。水平板状通液管（24）始端设有凹槽（23），末端紧靠有冷却器（8）其内部的感应器可控制冷却水的流量。距冷却器（8）100～250mm有（6）牵引轮，牵引轮（6）和引锭单晶铜薄板（7）可同时调节牵引速度。方法步骤为：感应炉熔炼、保温、热型连铸、拉制。熔炼温度为1130～1200℃，结晶出口温度为700～850℃，冷却水量为30～50L/h，冷却距离为50～80mm，拉制速度为5～15mm/min。CN109093088ACN109093088A权利要求书1/1页1.一种单晶铜薄板制备装置，包括牵引轮（6），引锭单晶铜薄板（7），冷却器（8），凹槽（23），加热装置（10），水平圆形通液管（11），连接法兰盘（9），水平板状通液管（24）；其特征在于：水平圆形通液管（11）左端通过法兰盘（9）与熔炉（14）内的通液管相连，其周围有加热装置（10）且内部有感应器能控制温度，右端与水平板状通液管（24）相连；水平板状通液管（24）始端设有凹槽（23），末端紧靠冷却器（8）其内部的感应器能控制冷却水的流量；距冷却器（8）预设距离设有牵引轮（6），牵引轮（6）和引锭单晶铜薄板（7）能够同时调节牵引速度。2.根据权利要求1所述的单晶铜薄板制备装置，其特征在于：在熔炉（14）内有搅拌器（15），由电动机（22）通过陶瓷管（19）控制；在坩埚（17）内部设有阀体（3），其为中空套管，下端有下端进液口（12），还与驱动装置控制（1）的塞杆（2）配套使用。3.根据权利要求1所述的单晶铜薄板制备装置，其特征在于：通过对驱动装置（1）的控制使熔炼好的金属液（16）进入水平圆形通液管（11），其管道外壁有加热装置（10），能使金属液（16）直接进入单晶铜薄板的拉制装置。4.根据权利要求1所述的单晶铜薄板制备装置，其特征在于：单晶铜薄板拉制装置中的水平圆形通液管（11）与水平板状通液管（24）连接处有圆弧过度。5.根据权利要求1所述的单晶铜薄板制备装置，其特征在于：在水平板状通液管（24）的始端设有凹槽（23）。6.根据权利要求1所述的单晶铜薄板制备装置，其特征在于：在水平板状通液管（24）的末端设有冷却器（8），其内部设有感应装置，能控制冷却水的流量。7.根据权利要求1所述的单晶铜薄板制备装置，其特征在于：在水平圆形通液管（11）和水平板状通液管（24）的外壁设有加热装置（10），它的内部有感应装置能控制管内的温度。8.一种单晶铜薄板的制备方法，其特征在于，其步骤为：（1）感应炉熔炼：将适量99.999%的纯铜为原料进行熔炼，熔炼温度控制在1130～1200℃；（2）保温：在熔炼温度1130～1200℃下保温4～6h；（3）热型连铸：保温后的金属液（16）进入水平圆形通液管（11），加热装置（10）的温度感应器将感应温度设置在700～850℃，确保管道口的温度为700～850℃；（4）拉制：牵引轮（6）和引锭单晶铜薄板（7）的牵引速度控制在5～15mm/min，冷却器（8）将冷却水量控制在30～50L/h，冷却距离为50～80mm。2CN109093088A说明书1/3页一种单晶铜薄板制备装置及制备方法技术领域[0001]本发明属于单晶铜制备技术，具体涉及单晶铜薄板的制备方技术。背景技术[0002]目前运用在集成电路底板、通讯电缆、航天飞行器、电缆电线等领域的铜板主要采用粗晶铜板，由于多晶材料中存在大量的横向晶界，对自由电子的阻碍较大，与单晶铜板相比，其导热和导电效率相对较差；另外，在科学研究中需要大量的单晶材料，目前所用的技术主要是提拉法、定向凝固法等，这种技术成本较高且生产效率低，而利用本发明技术，可以为科研机构提供较为廉价的高质量单晶板材；其次，目前一些领域单晶铜板是利用单晶铜杆轧制而成，这种生产方式如果轧制温度控制不均匀或轧制后冷却不当，易形成裂纹，轧制过程