铜铝共晶母线槽应用二

铜铝共晶技术使用在母线槽上可以吗？凭什么说可以或者不可以？铜铝共晶母线槽在生产和使用过程中要注意哪些要点呢？

铜铝共晶当然可以在母线槽中使用。作为一种新型导体材料，有足够的应用积累吗？会不会在使用过程中，出现很多没有预见到的问题呢？

新材料当然做了很多的应用测试。这是浙江神马集团做的测试数据，分享给大家看看。

一、载流数据测试分析

从测试数据来看，铜铝共晶和紫铜铜排载流数据相差不大。这是很多母线槽行业的传统技术人员无法相信的。因为铜的电导率比铝高很多，怎么可能换掉这么多铜，载流还差不多呢？

原因解析——集肤效应的作用：

交流电集中于导体表面。例如10×100的铜排：

• 厚度表层上下3mm：通过了70%的交流电
• 中心点3mm：可能只通过了5%的电流

所以交流电高密度从表面通过，在共晶排上：

• 表面铜皮部分通过了最多的交流电
• 共晶排的铝部分其实只是通过了少量的交流电
• 在电流密度太大时，电流的集肤效应会减弱一点，共晶铝部分有余量承载更多的电流

实测结论：10×100的铜排，通常载流2000A。你中心挖空4mm，截面减少40%，载流差不多也是2000A。如果中心的6-8mm换铝排，效果和挖空差不太大。

补充说明：这是作者测试的结果。读者自己也得测试后才能相信，不要盲目照做。

二、关键注意事项与风险提示

即使载流很棒，你会直接用吗？聪明的你当然知道，贵有贵的道理，便宜有便宜的隐私。

问题1：铜铝分离风险

铜铝共晶用一段时间，铜铝分离了怎么办？

• 铜铝共晶结合部位（共晶部分），既不是纯铜，也不是纯铝
• 纯度为90%的铜排载流就比不上纯度95%的纯铝排
• 杂质对铝排的载流影响也是巨大的
• 如果铜铝剥离后，铝面氧化，那不就是薄薄的铜层裸奔了吗？

测试结果：这个问题已做了近一年的测试，针对不同材料，测试的结果不一样。共晶分离是比较稳定的。

问题2：电位腐蚀问题

铜铝共晶电位腐蚀能解决吗？

腐蚀的前提是要有空气、水等物质。如果共晶没有分离，不产生空隙，当然就没有电位腐蚀的前提条件。所以只要共晶工艺过关，就不会出现铜铝分离，产生腐蚀。

问题3：膨胀率差异问题

铜铝的膨胀率不一样，铜包不住铝。

• 是的。物理性能决定了铜是包不住铝的
• 共晶只是覆盖表面，并不是全包裹
• 共晶排边上是有一条缝隙的，铜皮没有完全包裹
• 所以不存在铜包裹铝的问题

问题4：应力问题（专家级别问题）

还是铜铝的膨胀率不一样，铜铝共晶面会产生应力啊。

• 看到这个问题的人真的是专家了
• 铜铝共晶的应力确实必然存在，无法消除的
• 短时间、低温差可能没法看出来；时间长了就一定会有表现

测试成果：

• 花了近一年时间测试应力问题
• 发现了一些导致故障产生的应力结构
• 只要避开这些故障结构的共晶铜排，就没有问题

问题5：外壳刚性要求

重要提醒：如果使用共晶铜排作为导体，记得外壳要使用加厚的板材。

• 共晶铜排大多使用纯铝共晶，刚性不太好
• 主要靠外壳支撑
• 外壳刚性不够的话，一不小心就折了
• 折了，多尴尬啊，赔死吧