国内单晶铜的发展

国内单晶铜的发展

　　看过CCTV财经频道“是真的吗”栏目吗?随着生活和工作节奏的加快，以及网络的广泛应用，各种难辨真伪的资讯与传闻层出不穷，为更好与真实地了解大家的问题与意见，主持人用幽默的语言探讨严肃的问题。如果我们今天告诉所有音响发烧友，市面上卖的发烧线有很多假货，你相信是真的吗?我认为是真的!知名品牌的高仿假冒发烧线在网上线下甚为流行，这是渠道不畅通的原因，是进口品牌线材价格虚高利润诱人的原因，致使普通消费者消费不起造成的。

　　总而言之，那些外表很难分辨真伪，但“价格诱人”的仿线正在这个市场畅通无阻，淘宝网上面一条美国 Transparent天仙配单晶铜电源线只卖142元，销售好的日本 FURUTECH超纯结晶铜电源线更只要40元， Venture威卓纯银信号线卖480元，XLO美国高银包铜信号线卖180元，你觉得可能吗?全新正品的德国WBT—0110 AG RCA信号线插头售价超过1300元，冷处理美国 WATTGATE蓝星镀铑电源插头两个组售价也过千元，成本就摆在那里，真不知道高仿的发烧线究竟用了什么东西?要杜绝假冒的发烧线，方法无它;别贪小便宜。请到正规音响店购买。不论是电源线、信号线、喇叭线我们还可以从插头等配件仔细分辨真伪，但线材里面的导线呢?音响店不可能把线材剖开检验，即使剖开了用肉眼也看不出什么端倪，这时候只能选择有信誉的，有知名度的大品牌了。目前被厂商拿来炒作的发烧线话题主要有四大项：超低温深冷处理、导线的纯度(5N、6N、7N……)导线的材质(单结晶铜、金银合金、银合金……等)image

　　线材的结构等深冷处理主要是商业噱头工业中，把经过普通热处理后的材料进一步冷却到-190℃-230℃的处理方式叫作深冷处理。当金属在热处理加硬冷却过程中，其中的合金与碳产生溶解并结合及扩散形成奥氏体( Austenite);在冷却过程时，由于低温产生压制面形成马氏体( Martensite，淬火冷却到室温会残留大量奥氏体面降低金属的硬度、耐磨性和使用寿命，并使热性能和磁性下降。在超低温时由于组织体积收缩，马氏体的基体析出大量超威细碳化物，这些超威细结晶体会使物料的强度提高，同时增加耐磨性与刚性，而原子之间不能扩散分开因此原子结合更紧密。目前深冷处理已从钢铁延伸到合金、碳化物、塑胶(尼龙与铁氟龙)、铝、陶瓷等材料，应用在航空航天、五金、工具、模具、精密加工量具、纺织、汽车等诸多领域。

　　100多年前，瑞士的钟表制造者就把钟表的关键零件埋入阿尔卑斯雪山中进行冷处理以提高使用寿命他们在不自觉中运用了冷处理。随着液氮技术及保温材料的发展，1965年美国将深冷处理实用化，主要应用对象针对航空领域。随即英、俄罗斯、日本等各国学者都对深冷进行了深入的研究。中国在二十世纪80年代末才开始认识深冷处理，目前已有很多加工企业，小型冰柜类的产品温度只能到-150℃左右。不管用液氮浸泡式制冷或利用低温氮气制冷，都需要一段时间才能达到效果，而处理时间越长成本越高。很多号称深冷处理的音响配件一来未必达到规定的极低温，二来未必达到规定的时间，因为冷冻的不仅是产品，还有钱。合格的深冷处理可以显着提高铜的硬度和强度，对减少变形、稳定尺寸，改善切削性能也大有好处。国外关于铜电极的深冷处理研究结果显示，可提高电导率，减小焊接端的塑性变形，寿命提高了近9倍。你买的线是否经过合格深冷处理?我不知道!

　　导线纯度多猫腻

　　接下米看看金属导线的纯度。材料纯度对微电子学、光电子学性能影响很大，过去高纯金属的杂质为ppm级(即百万分之几)，而超纯半导体材料的杂质达ppb级(十亿分之几)，并将逐步发展到以ppt级(一万亿分之几)表示。通常纯度以几个“9”来表示(如杂质总含量为百万分之一，即称为6个“9”或6N)。“超纯”的相对名词是指“杂质”，广义的杂质是指化学杂质(元素)及“物理杂质”(晶体缺陷)，在单晶体高纯材料中，晶体缺陷对材料性能起显着影响，必须依靠晶体生长过程中控制单晶平稳均匀的生长来减少晶体缺陷，因此单结晶材料就是一种超纯材料。日前工业生产的金属多以化学杂质的含量作标准，即以金属中杂质总含量为百万分之几表示。

　　高纯铜的杂质元素主要有银、铁、镍、锌、钻、铋、铬、锰、梯、镉、铅、锡、确、砷、硅、P、S金属等，其总含量不能超过5ppm，可用辉光放电质谱(GD-MS)实现数ppb和亚ppt的定量分析。高纯度铜减少了杂质原子导致的偏离周期性势场，提高了导电率，并有较低残留电阻率，能通过较强的电流密度。不过标准的工业裸铜都是4N材料，我所知国内能提供6N裸铜原料的只有兰州金川集团，他们是中国大的镍钴铂族金和第三大铜生产企业。金川位于敦煌东边约750公里，拥有世界第三大硫化铜镍矿床，致力于有色金属深加工、机械制造、工程建设、仓储物流等发展。除此之外，尚有住友公司(集团创业历史400余年，世界500强企业中排名第12位)等几家日本公司还提供6N高纯度铜，看到其他产地来源的好多留点心眼。

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　　线材结构大同小异

　　音响发烧线材从结构上来说，可分为导线、绝缘层、屏蔽和护层这四个主组成部分以及填充组件，不同发烧线之间的区别，往往只是在线蕊数量、线蕊混绞(如铜与银混绞)、绞绕方式等方面有差异。设计线材的人都知道哪种结构会出哪种声音?No!当然不知道。把发烧线的结构设计好之后必须先请工厂打样，进行试听才知道结果如何，可能设计五种线，只有一种可以上市，这些成本都反映在终产品中，所以发烧线的价格普遍高昂。

　　(1)导线：常见材料有铜、铝、铜包钢、铜包铝等有色金属制成，音响发烧线主要以高纯度铜、铜镀银、纯银、银合金、金银合金等为材料。

　　(2)绝缘层：是包覆在导线外围四周起着电气绝缘作用，确保传输的电流或电磁只沿着导线行进而不流向外面，同时保证电气安全。常用材料有PVC、PE、XLPE、聚丙烯PP、特富龙、橡胶、纸、云母带等，不同材料都会影响声音，却经常被忽略了。

　　(3)填充结构：多芯的绝缘线芯绞绕后外形不圆整，绝缘线芯间留有很大空隙，因此必须在成缆时加入填充材料，使成缆外径相对圆整以利于加工，常用材料有PP绳与绵绳。

　　(4)屏蔽：将导线中的电磁场与外界隔离的构件，可以说屏蔽层是一种电磁隔离屏，常用材料有裸铜线、铜包钢线、镀锡铜线、镀银线、铜箔等，加上屏蔽以后线材的声音走向基本就固定了。

　　(5)护层：外面对产品整体，特别是对绝缘层起保护作用的构件，工业上要求对各种机械力的承受或抵抗力、耐大气环境、耐化学药品或油类、对生物侵害的防止，以及减少火灾的危害等都必须由护层结构来承担。家用音响发烧线的护层，除了美观以外，主要还有避震作用，常用材料有PVC、PE、硅胶等。

　　市面单晶铜假货多

　　通常我们会把目光集中在导线的材料上，并简单的归类成铜线、银线、金银线等。同样的，铜、银、金银合金都有纯度的情况，也有结晶的问题，比较常拿来炒作的话题是单结晶。打开淘宝搜寻音响发烧线，单结晶材料满天飞，依个人的观察，90%以上都是假的!之前供应OCC单晶铜的厂家主要有日本古河电工与台湾著名的音响发烧线代工厂万隆，前者已于2013年停产，后者则不再出售OCC裸铜，目前还供应真正单晶铜原料，甚推出纯度高达7N的单结晶铜与罕见的金银合金单结晶线的，只剩吉栓公司了。市面上号称能提供单晶铜的另有河南焦作市的森格与河南济源市的优克公司，加上改制前的郑州电缆厂，为什么这些公司都集中在河南省境内?他们真的生产单晶铜吗?有机会访问到中国“单晶铜人”周济仁，总算搞清楚这段混乱的历史。周济仁来自湖南，专业学的就是冶金，毕业后分配到郑州电缆厂工作，个性更适合科研工作的他多年埋头钻研单晶冶炼工艺，他的同学在冶金工业局都任高位了，周济仁如今仍在改制后的郑州电缆公司工作。建国后组建的冶金工业部(在1998年改组为国家冶金工业局)，下设钢铁工业管理局负责钢铁生产;有色金属工业管理局负责有色金属生产，他们在新中国历史上曾扮演重要角色。周济仁所在的郑州电缆厂，与沈阳电缆厂、上海电缆厂并列中国三大，代表着行业发展的高技术水平，拥有技术中心，研发能力和生产实力位居全国前列。国企改制大浪潮中，沈阳与上海电缆厂很快被转让，只剩郑州电缆厂孤立支撑，周济仁回忆说，当时他们的电缆价格高出市场7%却依旧受到欢迎。2007年郑缆以低价出售给上海中科英华，改制成郑州电缆有限公司，年生产能力30亿元，仍是一家大型公司。

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　　西北工业大学成为单晶铜摇篮

　　未改制前，周济仁受命组建生产单晶铜的团队，当时全国其他电缆厂也都想介入此项目但均未成功。周济仁找到从西安西北工业大学转任上海交大材料系的徐正明教授，徐教授才是早从事单结晶连续铸造研究的学者，他的理论基础研究留给西北工大，后来西北工大藉以申请到国家专项资金，成立了实验室。周济仁说，那个国家实验室共建立了两个实验熔炉，所用的设备非常先进，但始终未能真正对单晶铜进行量产。后来西北工业大学和两名院士合组西工大超晶科技发展公司，瞄准高纯高导单晶铜、铝合金铸锭及铸件;钛、锆、钨、钼稀贵金属铸锭、加工材及其深加工制品的设计开发。这家公司参与科技部重点863项目，是国家发改委高新技术产业示范基地，但几乎没有商业运作。西北工大原有的实验室目前已经停止，小的熔炉产线卖给济源市优克公司，所以他们可以生产6N或7N的裸铜，而大的熔炉产线因为没有实际生产价值就此被搁置。转任到上海交大的徐教授把研究心得与周济仁分享，开始在商丘建立单晶铜连续铸造生产线，周济仁不断改进熔炼与出晶技术，用了三年左右时间仍无法大量投产。后来郑州电缆厂负责设备的张春新接替了周济仁，继续为单晶铜的量产而努力，终于在05年获得技术突破，一次高产量达到480公斤。张春新虽非单品组团队的原始成员，却首先实现了单晶铜的商业化生产，他曾离开郑州电缆集团成立豫晖科技公司，这家公司仍在却与张春新已无关连，他们也号称生产单晶铜，在没有技术支持的情况下，单晶铜从何而来成谜?于郑州电缆厂改制后已退出单晶铜生产行列，任何宣称与郑缆有关的单晶铜都是不正确的。

　　懂得宣传的焦作森格

　　森格高新材料公司(SGSCC)原隶属于河南纳士科技公司，即焦作钢铁厂，焦钢在2013年进行清算，二者应无关系了。河南日报2006年7月的一篇报导中，介绍了纳士科技单晶金属材料科技攻关纪实，文章说当时焦钢董事长朱建庄发现了甘肃工业大学(兰州理工大学前身)承担的“铸型加热式连续铸造技术制备铜单晶体”这一甘肃省自然科学基金项目，2000年6月，双方共同发起成立了甘肃工业大学·焦作钢厂工程技术研究中心(后改为兰州理工大学·纳士科技工程技术研究中心)。焦钢副总经理刘广林与甘工大副校长许广济教授率领一批科研人员，历经一百六十多次的实验，终于攻克技术障碍获得根单晶铜。2003年底他们研制的世界上首条年产1000吨八机八流铸型加热式连续铸造技术制备单晶铜生产线在焦作建成，不过真正商业化投产也是在05年，与郑缆的时间差不多。根据郑州电缆厂负责单晶铜项目的张春新介绍，两家公司同时申请国家zhuanli，但郑缆是股份制结构，行政手续繁复，所以森格抢先了一步，实际上郑缆的技术基础更扎实。当时由郑缆提供的单晶铜参加了国家大剧院的招投标，一举击败了其他世界名牌获得采用，但因郑缆面临重组没有参加终投标，这个项目就落在森格公司手里。目前森格宣称是中国大的单晶铜生产商，张春新却指出其中疑点：按照单晶铜生产工艺，每分钟只能出晶2cm，利用地心引力自然地使铜液从熔炉中缓慢流出冷却，才能获得每米1-3个晶粒的的单结晶铜。以这种速度计算，一年有几吨的产量就很厉害了。