钨铜复合材料制备技术初探

钨具备高熔点、高密度、高强度、低膨胀系数等特点,而铜则具备良好的导热性与导电性。钨铜复合材料兼有钨与铜之优点,也就是说具备高密度、良好导热导电性、小膨胀系数等有时,所以被广泛应用于制作电接触材料以及电极材料。鉴于全球电器业、电子业的不断发展,对于钨铜复合材料的需求数量也在变得愈来愈大。因此,加强钨铜复合材料制备技术的研究具有十分重要的现实意义。分析钨铜复合材料制备技术的发展现状,着重论述钨铜复合材料的制备方法,并探讨钨铜复合材料制备技术发展趋势。     

熔渗法制备的钨铜复合材料及其显微组织

采用粉末预处理、添加诱导铜粉和还原气氛下熔渗的方法制备了用于电子封装／热沉的钨铜金属基复合材料。对比了不同工艺条件下采用熔渗法制备的钨铜复合材料的显微组织，并讨论了钨粉粒径、添加诱导刺等不同工艺条件对钨铜复合材料组织的影响。实验结果表明，当钨粉粒径为5～9μm，诱导铜粉粒径-500目时，经预烧结与熔渗过程得到的钨铜复合材料具有较高的组织均匀性和相对密度及良好的物理性能。     

先进铜钨复合材料研究进展

铜钨(CuW)复合材料由于具有高强度、高抗烧蚀性和抗熔焊性以及优异的导电、导热性能,因此被作为触头材料广泛应用于各种高压开关断路器的核心部件。近年来,随着我国对电力能源的需求不断增加,远距离、超高压、大容量输变电成为发展趋势,对触头材料的性能提出了更高的要求。介绍了铜钨复合材料的基本物理特性,对比了铜钨复合材料的不同制备工艺及优缺点,评述了采用纳米/细晶结构和掺杂改性两种思路来获取高性能、长寿命的铜钨复合材料的研究进展。最后笔者认为,在基体中加入碳纳米管或石墨烯等碳纳米材料的改性处理方法有望制备低成本、规模化、商用耐烧蚀的铜钨复合材料。     

钨的现代湿法冶金技术

钨的用途广泛，它是用于各种光源关键部件的重要难熔金属之一。钨还用于制造超合金、硬质合金（烧结碳化物）以及催化剂（加氢脱硫和加氢脱氮）。其他应用还有制造钨铜、钨银复合材料。这些复合材料通常用于机械或电气工程，较常见的应用有：高、中、低压断路器、电阻焊接电极、放电设备电极、微电子封装用热沉材料等。在军事领域，钨常用于制造高动能穿甲弹。[第一段]     

纳米钨-铜复合材料制备工艺的研究

研究了几种制备纳米钨-铜复合材料的工艺,介绍了它们的工艺流程,详细讨论了每种工艺的优缺点,旨在为改进工艺、开拓应用提供一些思路.     

钨铜化合物氢还原制备钨铜复合粉研究

通过对钨铜化合物氢还原过程进行热力学分析,找到了制备均匀细颗粒钨铜复合粉的热力学途径--彻底快速除去还原系统中的水分.设计了封闭还原系统,用此系统进行氢气热还原,不仅使氢气得到充分利用,而且容易判断反应终点.通过系统内的特殊装置除水,降低了还原温度,在600℃下还原得到了混合均匀的钨铜复合粉.系统能彻底快速除去反应生成的水分,使反应物的湿度大大降低,确保得到细颗粒的钨铜复合粉,其平均粒径小于80nm.     

钨铜合金的最新研究进展及应用

钨铜合金是一种由体心立方结构的钨颗粒和面心立方结构的铜粘结相组成的既不互相固溶也不形成金属间化合物的一种复合材料。通常被称为伪合金或假合金。因此。它既具有钨的高强度、高硬度、低膨胀系数等特性，同时又具有铜的高塑性、良好的导电和导热性等特性。这些特有的综合性能使钨铜合金得到广泛的应用。钨铜合金从20世纪30年代研制成功以来。在一个较长时间主要用作各类高压电器开关的电触头。由于它具有高的耐电压强度和低的电烧蚀性能，从而成为推动高压电器开关不断提高使用的电压等级和功率的关键材料。     

金刚石/铜复合材料对大功率LED性能影响的数值分析

解决大功率发光二极管(Light Emitting Diode,LED)的散热问题是提高LED封装可靠性的重要环节,其突破点就是对芯片热沉和基架材料及封装结构的设计.本文采用有限元方法研究了热沉材料及散热结构对大功率LED散热性能的影响.结果表明,当大功率LED具有相同的水冷散热结构、不同的热沉材料时,其温度场分布的趋势一致,都是芯片处的温度处于最高,随着与芯片距离的增加温度逐渐降低,水冷部分处于最低.与采用铜热沉的大功率LED相比,采用金刚石/铜复合材料热沉的大功率LED的芯片结温更低,芯片功率为5W和20W时芯片结温的降低率分别为9％和120,因此,金刚石/铜复合材料对降低大功率LED芯片结温的效果比较明显,且LED的芯片输入功率越大,金刚石/铜复合材料热沉对LED散热起到的作用越大.当大功率LED具有相同的金刚石/铜复合材料热沉、不同的散热结构时,水冷散热结构的散热效果要远远高于鳍片散热结构.     

铜钴镍铁氧体/聚苯胺复合物的制备及其电磁性能

采用水热法制备铜钴镍铁氧体粉末,通过原位聚合法制备具有改善电磁屏蔽性能的铜钴镍铁氧体/聚苯胺复合材料.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和热失重分析仪(TG)来表征该复合材料的形态和结构.研究结果表明,聚苯胺均匀包覆铜钴镍铁氧体,与原始的铜钴镍铁氧体和聚苯胺相比,铜钴镍铁氧体/聚苯胺复合材料显示出增强的屏蔽效果.当铜钴镍铁氧体含量为40％、涂层厚度为2.5 mm时,铜钴镍铁氧体/聚苯胺复合材料的最佳屏蔽效果达到-50 dB,这表明铜钴镍铁氧体/聚苯胺复合材料具有良好的电磁性能.     

核聚变装置第一壁材料结构优化设计

利用ANSYS有限元分析软件对石墨/铜机械连接传热效果、适配层对钨/铜第一壁材料界面行为改善及结构优化进行研究。结果显示,除螺钉固定区域外,石墨/铜两种机械连接方式能够承受4MW/m2的热负荷作用。但是对于较高的热负荷区域,机械连接是不适合的。适配层的引入能有效降低钨/铜界面的热应力集中,特别是钨/铜适配层,而对温度抬高较小。0.1~0.2mm、20%~30%W/Cu(体积分数)是1mm钨涂层最佳的适配层结构,能有效降低表面热应力(高达24%)。