新型耐热导线遇到的技术问题有哪些？

开发新型耐热导线遇到的技术问题

Zr在Al中的存在形式

Zr的添加对强度、导电率和耐热性等都有决定性的影响。在不同热加工及热处理状态下Zr在Al 中的存在形式有四种：固溶在铝基体中形成置换固溶体；Zr的偏聚生成粗大的Al3Zr初生相；形成亚稳β′ (Al3Zr)相；形成平衡Al3Zr相。亚稳β′(Al3Zr)相密集度高且细小弥散与母相失配率只有0.8%，是一种极为有效的强化弥散体和再结晶抑制剂，可以提高合金的强度和耐热性，所以Al3Zr质点应尽可能小且分布均匀，可对合金进行适当的均匀化处理。

Zr的添加对导电率的影响

Zr的添加会降低合金的导电率，原因有：引起Al晶体点阵畸变，增加电子散射降低导电率；由于Zr在4d电子层上只有2个电子，未充满性很强，Al中自由电子易转移其中从而减少了定向运动的自由电子数降低导电率。为提高导电率采用适当热工艺使α(Al)固溶体中Zr尽可能少，Zr以Al3Zr析出质点的形式存在，质点尺寸大于10-8 m。

导线运行温度与载流量、弧垂的关系

导线的长期允许载流量是确保其长期使用中电气安全与防火安全的重要衡量指标，且对经济效益也有很大的影响。导线的载流量是由通过的电流密度和允许温度决定的。在多数情况下通过增大导线截面提高可通过的电流密度来提高载流量是不可取的，原因是制造困难，材料利用率低，增加导线的弧垂且不经济等。不考虑外界条件的影响，导线的允许温度的取值成为影响载流量的主要因素 。

添加适量的Zr可以明显提高导线的耐热性即允许运行温度。虽然提高了载流量但也带来了一些负面影响。运行温度越高电阻越大导致线损增大。运行温度越高，导线的弧垂越大，导致杆塔高度的加高和数量的增多，也会造成安全事故带来经济损失。增加导线的强度如提高铝合金强度、用高强度的殷钢做芯线等可以降低弧垂。

导线的蠕变蠕变是通过位错运动、晶内切变和迁动来实现的。前面提到对导线进行热处理可以提高其强度、耐热性、导电率,还可以提高其抗蠕变性能。时效处理可以得到较稳定的细小弥散的Al3Zr相，它在高温下不分解，仍具有钉扎位错及晶界的作用，使得裂纹扩展的速度降低，阻碍了晶内滑移并抑制了晶界滑移，从而提高导线的抗蠕变性能。在导线的生产工艺中应采用适当的热处理工艺以提高其性能。

新型耐热铝合金导线的研发需要综合考虑各方面的因素，使得导线的综合性能达到,在具有高强度、高导电率、超耐热性等优点的同时尽量弥补弧垂、线损、蠕变等方面缺点。