高科技上的銅應(yīng)用
信息技術(shù)是高科技的前導(dǎo)。它依靠的是現(xiàn)代人類(lèi)智慧的結(jié)晶 －－計(jì)算機(jī) 這個(gè)工具，對(duì)瞬息萬(wàn)變、浩如煙海的信息進(jìn)行加工和處理。計(jì)算機(jī)的心臟由 微處理器（包含運(yùn)算器和控制器）和存儲(chǔ)器組成。這些基本部件（硬件）都 是大規(guī)模集成電路，在微小的芯片上分布著千萬(wàn)個(gè)相互連接的晶體管、電阻。 電容等元件，以進(jìn)行快速的數(shù)值運(yùn)算，邏輯運(yùn)算和大量的信息儲(chǔ)存。這些集 成電路的芯片要通過(guò)引線框架和印刷電路組裝起來(lái)才能進(jìn)行工作。從前面"電 子工業(yè)中的應(yīng)用"一章中可以看到，銅和銅合金不但是引線框架、焊料和印 刷電路版中的重要材料；而且還能夠在集成電路的微小元件互連中起重要作用。
?。玻瑢?dǎo)和低溫
一般材料（除半導(dǎo)體以外）的電阻隨溫度降低而減小，當(dāng)溫度降得很低時(shí)，某些材料的電阻會(huì)完全消失，這種現(xiàn)象稱為超導(dǎo)性。出現(xiàn)超導(dǎo)性的這個(gè)較高溫度稱為該材料的超導(dǎo)臨界溫度。超導(dǎo)性的發(fā)現(xiàn)為電的利用打開(kāi)了一個(gè)新大地。回為電阻為零，只要施加一個(gè)很小的電壓就可以產(chǎn)生十分巨大（理論上是無(wú)限大）的電流，獲得巨大的磁場(chǎng)和磁力；或者當(dāng)電流通過(guò)它時(shí)，不發(fā)生電壓的降低和電能的損耗。顯然它的實(shí)際應(yīng)用將會(huì)引起人類(lèi)在生產(chǎn)和生活上的變革，很受人們的關(guān)注。
但是對(duì)通常的金屬來(lái)說(shuō)，只有當(dāng)溫度降低到十分接近一定零度（OK=一 273 °C）時(shí)才出現(xiàn)超導(dǎo)性，在工程上很難實(shí)現(xiàn)。近年來(lái)已開(kāi)發(fā)出一些超導(dǎo)合金，它們的臨界溫度比純金屬的高，例如，Nb3 Sn合金為18.1K。但是它們的應(yīng)用一點(diǎn)也離不開(kāi)銅。首先是這些合金要在超低溫下工作，要通過(guò)氣體的液化來(lái)獲得低溫，例如：液氦、液氫和液氮的液化溫度分別為4K（一269℃）、20K（一253℃）和77K（一 196℃）。銅在這樣低的溫度下仍有良好的韌塑性，是低溫工程中不可缺少的結(jié)構(gòu)和管路輸送材料。此外，Nb3 Sn、NbTi等超導(dǎo)合金很脆，難以加工成型材，需用鋼做包套材料把它們結(jié)合起來(lái)。目前這些超導(dǎo)材料已用于制作強(qiáng)磁體，在醫(yī)療診斷的核磁共振儀以及某些礦山強(qiáng)力磁選機(jī)上得到了應(yīng)用。正在籌劃中的，時(shí)速超過(guò)500公里的磁浮列車(chē)，也要依靠這些超導(dǎo)材料磁體把列車(chē)懸浮起來(lái)，避免輪軌接觸的阻力，而實(shí)現(xiàn)車(chē)廂的高速運(yùn)行。
較近發(fā)現(xiàn)了一些臨界溫度更高的材料，稱為"高溫超導(dǎo)材料"，它們大多是復(fù)合氧化物。較早發(fā)現(xiàn)和比較著名的一種是含鉛的銅基氧化物（ YB2 Cu3 O7），臨界溫度為90K，可以在液氮溫度下工作。目前還沒(méi)有獲得臨界溫度在室溫附近的材料；而且這些材料難于做成大塊物體，它們能通過(guò)可保持超導(dǎo)性的電流密度也不夠高。因此，目前還未能在強(qiáng)電的場(chǎng)合下應(yīng)用，有待進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)。
?。常教旒夹g(shù)
火箭、衛(wèi)星和航天飛機(jī)中，除了微電子控制系統(tǒng)和儀器、儀表設(shè)備以外，許多關(guān)鍵性的部件也要用到銅和銅合金。例如：火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室和推力室的內(nèi)村，可以利用鋼的優(yōu)良導(dǎo)熱性來(lái)進(jìn)行冷卻，以保持溫度在允許的范圍內(nèi)。亞里安那5號(hào)火箭的燃燒室內(nèi)村，用的是銅一銀一結(jié)合金，在這個(gè)村簡(jiǎn)內(nèi)加工出360個(gè)冷卻通道，火箭發(fā)射時(shí)通入液態(tài)氫進(jìn)行冷卻。
此外，銅合金也是衛(wèi)星結(jié)構(gòu)中承載構(gòu)件用的標(biāo)準(zhǔn)材料。衛(wèi)星上的太陽(yáng)翼板通常是由銅與其它幾個(gè)元素的合金制成的。
?。矗吣芪锢?
揭示物質(zhì)結(jié)構(gòu)之謎是科學(xué)家孜孜以求的重大基礎(chǔ)課題。對(duì)這個(gè)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)每深入一步，都會(huì)給人類(lèi)帶來(lái)重大的影響。當(dāng)前原子能的利用就是一個(gè)例子。近代物理的較新研究業(yè)己發(fā)現(xiàn)，物質(zhì)的較小構(gòu)成單元不是分子和原子而是比它小億倍的夸克和輕子?，F(xiàn)在對(duì)這些基本粒子的研究往往要在比原子彈爆炸時(shí)的核作用高數(shù)百倍的極高反應(yīng)能下進(jìn)行，稱為高能物理。這樣高的能量是通過(guò)帶電粒子在強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離加速，向固定的靶"轟擊"而獲得（高能加速器），或者兩個(gè)相反方向加速運(yùn)動(dòng)的粒子流互相對(duì)撞而獲得（對(duì)撞機(jī)）。為此，需要用銅作繞組構(gòu)筑出長(zhǎng)距離的強(qiáng)磁場(chǎng)通道。此外，在受控?zé)岷朔磻?yīng)裝置中也要有類(lèi)似的結(jié)構(gòu)。為了降低由于通過(guò)大電流的發(fā)熱溫升，這些磁通道由中空的異型銅棒繞成，以便通入介質(zhì)進(jìn)行冷卻
