ALUMEC99铝合金圆棒的晶粒结构分析与性能

　　ALUMEC99高纯铝合金技术分析报告

　　一、材料基本概况

　　ALUMEC99是一种超高纯度铝合金，属于EN AW-1090系列，铝含量≥99.90%，是工业纯铝中的材料。

　　ALUMEC99化学成分：

　　铬(Cr)≤0.04

　　锆(Zr)0.08～0.15

　　锌(Zn)5.7～6.7

　　硅(Si)≤0.12

　　铁(Fe)0.000～0.150

　　锰(Mn)≤0.10

　　镁(Mg)1.9～2.6

　　钛(Ti)≤0.06

　　铜(Cu)2.0～2.6

　　铝(Al) 余量

　　注：单个:≤0.05;合计:≤0.15

　　ALUMEC99铝棒力学性能：

　　密度：20℃(68℉)时为 2.83g/cm3(0.102lb/in3)。

　　退火温度 415℃(775℉)

　　固溶温度 475℃(890℉)

　　时效温度 120-175℃(250-350℉)

　　注 ：管材室温纵向力学性能

　　试样尺寸：所有壁厚

　　二、特殊物理特性

　　2.1 基础物理参数

　　密度：2.70 g/cm³

　　熔点：660.32°C

　　电阻率(20°C)：26.5 nΩ·m

　　热导率(25°C)：237 W/(m·K)

　　比热容：904 J/(kg·K)

　　2.2 特殊性能表现

　　反射率：可见光波段≥90%

　　电子迁移率：室温下~12 cm²/(V·s)

　　核性能：中子吸收截面0.23靶恩

　　三、精密应用领域

　　3.1 电子工业高端应用

　　半导体溅射靶材

　　集成电路引线框架

　　超导电缆稳定基材

　　高能物理探测器部件

　　3.2 光学仪器关键部件

　　太空望远镜反射镜基板

　　激光谐振腔镜衬底

　　同步辐射光学元件

　　精密光学仪器结构件

　　3.3 特种工业用途

　　核反应堆中子吸收体

　　超高真空系统部件

　　低温超导设备支撑结构

　　粒子加速器真空腔体

　　四、加工技术要求

　　4.1 超精密加工规范

　　车削加工：金刚石刀具，Ra≤0.05μm

　　抛光工艺：化学机械抛光(CMP)可达0.5nm RMS

　　切割要求：激光切割或离子束切割

　　4.2 特殊处理技术

　　超净清洗：采用SC-1/SC-2标准清洗工艺

　　表面钝化：氮气等离子体处理

　　镀膜技术：分子束外延(MBE)沉积

　　4.3 连接工艺

　　超高真空钎焊：使用Al-Si系钎料

　　电子束焊接：真空度≤5×10⁻⁴Pa

　　扩散焊接：温度400-450°C，压力20-30MPa

　　五、品质控制标准

　　5.1 材料检测指标

　　残余电阻比：RRR≥1500

　　位错密度：≤10⁴ cm⁻²

　　晶粒尺寸：50-200μm(可控)

　　纯度验证：GD-MS检测

　　5.2 表面质量标准

　　表面粗糙度：光学级≤1nm RMS

　　洁净度：颗粒物≤10颗/ft³(0.5μm以上)

　　氧化层厚度：≤3nm自然氧化层

　　六、典型技术参数

　　6.1 机械性能

　　状态抗拉强度(MPa)屈服强度(MPa)伸长率(%)硬度(HV)

　　O态60-8020-3045-6018-22

　　H18130-150120-1403-538-42

　　6.2 特殊性能对比

　　特性ALUMEC99常规10906061

　　纯度99.99%99.90%97.9%

　　导电率65% IACS62% IACS43% IACS

　　热导率237 W/mK225 W/mK167 W/mK

　　价格指数8.51.01.2

　　七、应用注意事项

　　环境控制要求

　　加工环境：Class 100洁净室

　　储存条件：氮气保护柜

　　搬运规范：无尘手套操作

　　设计特殊考虑

　　避免与重金属接触

　　热膨胀系数匹配设计

　　残余应力小化处理

　　失效预防措施

　　典型案例1：晶界污染导致性能劣化

　　典型案例2：表面氧化影响镀膜结合力

　　典型案例3：冷加工引入位错缺陷

　　八、产品供应规格

　　直径范围：φ3mm-φ150mm

　　长度规格：1000/2000/3000mm

　　特殊规格：

　　单晶铝棒(定向凝固)

　　超细晶圆棒(ECAE工艺)

　　超高纯溅射靶材(99.999%)

　　ALUMEC99以其的纯度和优异的综合性能，成为高端科技领域的关键材料，特别适用于对材料纯度有极端要求的应用场景。