W-15Cu合金制备中钨骨架孔隙控制的研究

钨铜复合材料是由高温烧结钨骨架经渗铜制成的两相假合金,钨骨架中的孔隙形态和大小将直接影响材料的性能.本文分别以添加硬脂酸和诱导铜的方法对钨粉进行处理,W-15Cu骨架孔隙在压制成形过程中得到了精确控制,钨骨架经熔渗后制成W-15Cu合金.用扫描电镜观察材料的显微结构,并测出材料的密度、气密性,研究了钨粉成形性与钨铜合金密度的关系.结果表明,添加硬脂酸和诱导铜不会带入杂质,能改善钨粉的成形性能,可以获得组织均匀、致密度高的W-15Cu复合材料.     

钨渗铜复合材料致密化机理研究

以粗细钨粉和铜丝为原料,采用粉末冶金工艺制备钨骨架,随后通过液态熔渗铜的方法制备低铜含量(质量分数低于10%)的钨渗铜复合材料。利用电子天平、金相显微镜和扫描电镜分析材料的致密度及显微组织,对材料在制备过程中的致密化机理进行探讨。结果表明:钨渗铜复合材料熔渗过程的驱动力既有毛细管力又有晶界扩散作用,熔渗路径可用根系模型来阐释;在钨骨架中加入Ni等诱导金属可强化熔渗过程;低铜含量的致密钨渗铜复合材料需制备高致密度且具有联通晶界或孔隙的钨骨架。     

粉末粒度对于高温钨渗铜材料骨架性能的影响

高温钨渗铜材料是由高温烧结钨骨架经熔渗金属铜而制成的互不固溶型复合材料 ,钨骨架的连续程度、钨颗粒的连接状态以及孔隙形态和大小等因素将直接影响材料的使用性能。本文从钨粉粒度的角度出发 ,研究其对于钨渗铜材料骨架性能的影响 ,实验表明 ,在相同的烧结制度 (2 2 30℃× 5h)下 ,细颗粒钨粉所得到的骨架密度比中颗粒钨粉所得到的要高 ,但其内部形成大量封闭孔隙 ,使得其连通性能不及中颗粒钨粉所得骨架 ,不利于金属铜的熔渗 ;对于相近骨架密度 (86± 0 5 % )的两种试样 ,从渗铜结果来看 ,二者的骨架连通性能相当。从SEM照片来看 ,细颗粒钨骨架的晶粒尺寸明显比同骨架密度中颗粒钨骨架的晶粒尺寸小 ,高温拉伸结果显示细颗粒钨渗铜材料比相应中颗粒钨渗铜材料的强度要高的多 ,这一点说明了钨骨架的晶粒细化对钨渗铜材料有明显的强化作用。     

钨骨架湿氢烧结工艺研究

为了降低钨骨架的烧结温度和提高钨铜复合材料的性能,采用湿氢烧结工艺制备钨骨架,对湿氢烧结-熔渗法制备的W—15Cu钨铜材料性能进行研究,并对钨的湿氢烧结机理进行探讨。采用扫描电镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）对钨骨架和钨铜复合材料的组织与成分进行观察与分析,并测定材料的密度、气密性、热导率和热膨胀系数（CTE）。结果表明：在1450℃下湿氢烧结2h,钨骨架发生较明显的烧结收缩和致密化。用该钨骨架制备的钨铜材料的各项性能均达到热沉材料的要求。湿氢烧结机理主要是在湿氢条件下,通过反复进行的氧化与还原使金属粉末表面形成激活能较低的新生态原子,从而使烧结温度降低。     

钨渗铜复合材料烧蚀性能及机理研究

采用熔渗法制备了钨渗铜复合材料,牌号为W-7Cu。采用气动烧蚀试验对钨渗铜材料进行了烧蚀性能研究,并分析和探讨了钨渗铜材料的烧蚀机理。研究结果表明,W-7Cu材料具有良好的抗烧蚀性能,气动烧蚀试验条件下,材料基本为均匀烧蚀,表面有氧化现象及Cu的析出现象。烧蚀机理为W的氧化性烧蚀和Cu的析出性氧化。     

高速压制技术(HVC)在制备W-15Cu合金中的应用

在熔渗法制备W/Cu合金的过程中,采用细钨粉(1.85μm)制备的钨铜合金与采用粗粒度钨粉制备的钨铜合金相比组织更均匀,产品性能也更好.但以细钨粉为原料,采用传统压制工艺很难得到相对密度达到72.40%的W85骨架,因而得不到成分为W-15Cu的合金.本试验采用高速压制技术(HVC)成功获得相对密度达到72.40%的细粉W85骨架,然后在氢气炉中,1 400℃高温熔渗制备得到W85/Cu合金.采用扫描电镜(SEM)对钨铜复合材料的组织和成分进行观察与分析,并测定材料的密度、气密性、热导率和热膨胀系数.结果表明:采用高速压制技术结合熔渗工艺制备的W-15Cu材料相对密度达到99.5%;热导率为177W/(m·K),气密性(He吸附)为1.0×10-9Pa·m3·s-1和热膨胀系数(150℃)为6.9×10-6/K,各项性能指标均达到相应热沉材料的要求.     

钼粉粒度均匀性对钼渗铜材料组织的影响

采用熔渗法制备了钼渗铜材料。采用超声波探伤的方法对钼渗铜材料进行了无损检测，采用SEM和金相分析对钼渗铜材料进行了微观组织观察，分析了钼粉的粒度均匀性对钼渗铜钼材料组织的影响。研究结果表明：粉末粒度均匀性对钼骨架的渗铜性能有影响；粉末中存在的细颗粒较多或者有粉末团聚现象时，钼骨架局部细小孔隙聚集，铜难以渗入这些聚集的小孔隙，造成超声波探伤渗铜均匀性不佳；超声波探伤发现的“面积型渗铜不均”实际是“密集微孔聚集”。     

钨渗铜材料力学性能和组织的批次稳定性研究

采用3批不同厂家的钨粉，通过烧结-熔渗法制备了钨渗铜材料，分析了材料的密度、金相组织和断口形貌，测试了不同温度下的拉伸强度，对比研究了高温钨渗铜材料的批次稳定性。结果表明：3个批次材料烧结性能一致，渗铜均匀性良好。组织相近，晶粒度相近，断口形貌相近，基本无差异；不同温度点的拉伸强度互有交叉，趋势一致，没有明显差异。对钨渗铜材料批生产过程中，原材料的供方选择和质量管控提出了方法和建议。     

熔渗法制备W-Yb合金及其性能的研究

稀土元素镱活性极高,极易氧化,且蒸汽压很高,在钨铜、钨银合金的研究基础上对钨镱假合金进行了研究,通过前期对钨粉粒度、实验工艺等的优化后,采用冷等静压(200 MPa压力)压制烧结制备钨骨架,1000℃氢气还原预烧结、1800℃真空烧结,氩气气氛保护熔渗稀土镱制备钨镱合金,综合其密度,硬度等基本实验数据,分析了钨镱合金的组织.结果表明:制备出了高致密度的钨镱合金,钨镱合金密度为15.30 g·cm<'-3>,相对密度达到99.5%以上,硬度值低于HRB82,所制备的钨骨架其通道分布均匀,经熔渗法制备的钨镱合金中镱元素的分布呈现大面分布均匀,高倍状态下出现局部富集的情况,其富集情况与钨骨架通道分布情况相符合.所制备的钨镱合金能够满足特殊要求应用于配套材料.     

熔渗法制备低铜W-Cu合金

采用熔渗法制备低渗铜量W-Cu合金,研究烧结后骨架的粒度组成及致密化程度、渗铜量的控制,以及合金组织结构对力学性能的影响.结果表明:采用"双重晶粒结构"湿磨工艺、添加诱导金属和机械合金化可有效提高钨骨架烧结特性和致密度;采用真空烧结技术可以精确控制渗铜量;调整Cu的质量分数或W粉晶粒尺寸可以提高合金的力学性能.     

钨铜复合材料的现状与发展

高导电导热性铜与高温强度、强抗电弧烧蚀钨的良好结合使钨铜复合材料具有一系列优异性能,广泛应用于电接触材料、电子封装和热沉材料。简要介绍了当前钨铜复合材料的应用、制备技术和致密化方法,阐述了钨铜复合材料的研究进展,指出了今后的应用发展前景。     

BDensification and Diffusion Bonding of W-CuComposites by HIP Processing

ＤｅｎｓｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄＤｉｆｆｕｓｉｏｎＢｏｎｄｉｎｇｏｆＷ－ＣｕＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓｂｙＨＩＰＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＬＵＤａＭｉｎｇ，；ＴＡＭＧＡｎＱｉｎｇＤｅｎｓｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄＤｉｆｆｕｓｉｏｎＢｏｎｄｉｎｇｏｆＷ－ＣｕＣｏｍｐ...     

多孔W骨架用特殊粉末的制备

采用多孔W颗粒粉末制备的高孔隙度钨骨架中可填充高体积分数的铜,从而在保证钨铜复合材料具有低膨胀系数的基础上进一步提高其热导率.该文作者在以WO3为原料配制的料浆中加入造孔剂碳酸铵((NH4)2CO3)和表面活性剂聚乙二醇(PEG),采用喷雾干燥一还原法制备多孔W颗粒粉末,并研究(Nag)2CO3、PEG的加入量以及WO3含量对W颗粒形貌的影响.使用pH计测量pH值和旋转粘度计测定料桨粘度,利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分别对粉末的形貌和物相组成进行观察与分析.结果表明:料浆中(NH4)2CO3、PEG和WO3的质量分数分别为10%、4%和40%时,得到的多孔W颗粒孔隙度较高;前驱体为球形的WO3粉末时则可在820℃的氧气气氛中还原90min得到纯W相.     

钨粉粒度及预混合原料配比对渗铜方法制备W-Cu合金性能的影响

通过选择不同粒度的原料钨粉,采用预混合部分铜粉然后渗铜的方法制备一系列不同铜含量的W-Cu合金。研究了原料钨粉的粒度和预混合铜粉的配比对获得的W-Cu合金的成分,性能,组织等方面的影响及其规律。     

轧膜成形制备W-Cu层状功能梯度材料及其性能研究

以W粉和电解Cu粉为原料,聚乙烯醇缩丁醛(PVB)为粘结剂,通过有机基轧膜工艺制备出3种组成的单层生坯(Cu质量分数分别为25%、50%、75%),再叠层共轧,制备出了具有不同粘结剂含量的W-Cu层状梯度材料生坯,之后在H2气氛中烧结,获得了W-Cu层状梯度材料,考察了粘结剂含量与制备工艺条件对材料显微组织和性能的影响。结果表明,通过单层轧制、叠层共轧共烧可以制得层状梯度W-Cu复合材料;粘结剂含量对W-Cu层状梯度材料的致密度和性能有着明显的影响。当粘结剂质量分数为6%时,轧膜坯有较好的成形性,且成形坯的孔隙率较低;所得多层生坯经1 150℃烧结后相对密度达93.11%;所得梯度W-Cu材料有良好的物理、力学性能。     

钨渗铜材料室温力学性能与组织研究

分别从不同原料钨粉粒度和不同钨骨架密度的角度,对材料的室温拉伸性能进行研究,并结合SEM断口形貌观察,分析材料在室温状态的断裂形式及其变化规律。研究表明:(1)无论是用中颗粒还是细颗粒钨粉制备的钨渗铜材料,在83%的骨架相对密度下,材料的室温强度呈现出一个峰值;(2)在相近骨架相对密度的情况下,细颗粒钨粉制备的试样,其室温拉伸强度均明显高于相应中颗粒钨粉制备的试样;(3)对于钨渗铜材料,室温下的断裂形式为穿晶和沿晶断裂两种形式并存,并且随着骨架密度的提高,穿晶断裂的比例逐渐上升。对于相近骨架相对密度的两种试样,中颗粒试样比细颗粒试样具有更多的解理面。     

高密度钨合金研究现状与发展趋势

综合近年来国内外W—Ni—Fe，W—Ni—Cu，W—Cu等高密度钨合金及其材料的研究状况，介绍了有关钨合金方面的关键新技术，并且预测了今后钨合金材料的研究方向。     

渗铜用钨骨架制备工艺的研究进展

钨铜复合材料结合了钨的高熔点、高硬度、低膨胀系数和铜的高导电、导热性能,是一种性能十分优良的复合材料。熔渗法是目前制备钨-铜材料中广泛应用的方法,而熔渗法制备钨铜材料的关键是怎样获得一定致密度的钨骨架。目前制备钨骨架常用的方法主要有以下4种：（1）高温烧结;（2）模压成形;（3）挤压成形;（4）注射成形。本文就目前这4种常用钨骨架的制备工艺进行了简要的介绍和评述。     

不同粒度钨粉化学镀铜的研究

通过化学镀可以在钨粉颗粒表面均匀包覆铜层,从而改善钨铜合金的组织和性能.本文首先确定了钨粉化学镀铜的镀液温度,在此基础上研究了钨粉粒度对钨粉表面化学镀铜工艺的影响.分别采用XRD和SEM来分析W-Cu复合粉体的相组成和钨粉镀覆前后形貌及均匀性,以施镀同样重量的铜粉所需时间来描述镀速的相对快慢.结果表明:钨粉化学镀铜的适合镀液温度为45℃,此时镀速快,镀液稳定不分解,铜镀层致密;随着钨粉粒度变粗,镀速变慢,施镀时间延长,并且过粗的钨粉在镀液中不易悬浮,镀铜不充分;不同粒度的钨粉化学镀后都包覆一层成分单一的致密铜层,化学镀包覆的铜层是晶态的.