Cu含量对电场快速烧结W-Cu合金的影响

采用Gleeble—3500D热模拟机,在烧结温度为800℃,烧结时间为3 min的条件下,借助金相显微镜、扫描电镜、显微硬度测试计分析,研究了电场对烧结W-xCu(x=10%,20%,30%和40%)(质量分数)体系的影响。结果表明:本条件下,可得到密度较高、组织较均匀细小的烧结体;并且随着Cu含量的增加,烧结体致密化程度逐步提高,组织更加均匀,晶粒更加细小,平均晶粒尺寸从1.0μm降到0.3μm;但烧结体的硬度会相应降低。     

国内外钨铜复合材料的研究现状

W Cu具有好的导电导热性,低的热膨胀系数而被广泛地用作电接触材料、电子封装和热沉材料。纳米材料的研究发展将会大幅度拓展该材料在现代微电子信息技术的应用。本文从常规制备技术和纳米W Cu复合材料研究两方面综述了国内外对W Cu复合材料的研究发展状况,着重阐述了纳米W Cu复合材料的研究与优势,指出了今后的应用发展前景。     

Applying the Brazil-nut approach to manufacture W-Cu-graded materials

W-Cu graded packings were produced under gravity and vertical vibration, from a granular medium (GM) formed by tungsten and copper agglomerates with agglomerate size distributions, which do not overlap. These bimodal packings were processed by powder metallurgy techniques to manufacture W-Cu graded pseudo-alloys with a variety of textures of the order of one millimeter. We present and discuss the temporal evolution of the W-Cu GM bed through photographs of two case- studies with frequencies of 600 and 900 Hz. Pre-sintered W-Cu-graded materials corresponding to vibration treatments of different duration are characterised by a SEM, and the tungsten concentration profiles are estimated by area analysis. Using a LASER dilatometer, we measured the temporal registers for the height of the GM bed for a wide range of frequencies and accelerations. Depending on the excitation level of the vibrated GM bed, three types of segregation regime were identified, as follows: segregation due to convection rolls, geometrical segregation aided by surface convection, and geometrical segregation. Only at low enough excitation, through geometrical segregation, does the GM bed reach a graded packing. This occurs due to the diffusive nature of this process, where the smaller agglomerates change their configurations through hopping in a potential energy gradient.We want to thank for the financial support by the Alexander von Humboldt Foundation and by the Deutsche Forschungsgemeinschaft within the program gradient materials under the project Mu 959/5. JF is very grateful to Prof. Manuel Cáceres and Prof. Shu San Hsiau and for stimulating discussions.     

铜相纯度对钨铜复合材料性能的影响

钨铜复合材料作为一种用途广泛的粉末冶金材料受到了普遍关注。钨铜复合材料具有良好的耐电弧浸、抗熔焊性和高强度、高硬度等优点,目前被广泛地用作电触头材料、电极材料、电热合金、喉衬材料等。本文分析了铜相纯度对钨铜复合材料电阻率、硬度的影响,并对如何改善钨铜复合材料的微观组织等问题进行讨论。实验研究表明:随着铜相纯度的提高,材料的硬度降低、电阻率减小。     

热压法制备W/Cu功能梯度材料

对热压法制备Ｗ／Ｃｕ功能梯度材料的可行性进行了研究,并其组织结构进行了观察,对其表观抗弯强度及抗热震性进行了测试。结果表明在１８００℃,１８Ｎ／ｍｍ＾２,２ｈ条件下可以制备Ｃｕ含量最高为２２．５５ｖｏｌ．％的Ｗ／Ｃｕ功能梯度材料,其密度可达理论密度的９４．６％。     

钨铜合金表面粗糙度对抗电弧烧蚀性能的影响

将纯W、纯Cu和W70Cu30合金分别进行机械磨光、电解抛光和机械抛光后获得3种不同的表面状态,在专有设备上模拟电触头材料的电弧烧蚀过程,通过扫描电子显微镜观察首击穿烧蚀形貌。结果表明:通过机械抛光获得的表面粗糙度最小,对于W70Cu30合金可达到0.044μm,电解抛光次之,机械磨光最大;随表面粗糙度降低,W70Cu30合金的击穿场强逐渐增大,烧蚀区域趋于规整化,烧蚀产物增加,烧蚀坑的分布更加集中,纯W、纯Cu也表现出相同的现象;在本实验条件下材料表面粗糙度在0.2~0.3μm时,其抗电弧烧蚀性能最好。     

W-Cu合金物理性能模型及理论值计算

本文对不同成分(10 wt.%～50 wt.%Cu)钨铜合金现有的组织结构模型和理论物理性能参数计算模型进行了归纳总结,在此基础上推导了不同模型下的主要物理性能参数的理论值(包括密度,热容,热导率,电导率,热膨胀系数等)。根据不同模型(体积混合物模型,German互联结构模型,Gasik微观力学模型)的特点进行了分析和比较,讨论了不同模型的适用范围,选取得到了不同成分钨铜合金的物理性能参数理论值,并与实验结果进行了比较,为钨铜合金的成分和性能设计与控制提供了初步的理论依据。     

细晶W-Cu合金的高温拉伸力学行为与组织演变

研究了平均晶粒度在0.5μm以下细晶W-40Cu和W-50Cu合金在200~800℃范围内的高温拉伸力学行为,并结合SEM断口形貌分析了材料在高温状态下的断裂形式及其组织变化规律。结果表明:W-Cu合金拉伸强度随温度升高而迅速降低,其延伸率在室温至400℃温度区间时变化不大;当温度大于400℃时,合金延伸率迅速上升。拉伸断口特征表明:在室温条件下,细晶W-Cu合金的断裂主要包括W晶粒的沿晶断裂与Cu相的延性撕裂;温度在400℃时,Cu相开始软化,但合金材料受铜的"中温脆性"影响而使得材料的断裂延伸率变化不大;当温度达到800℃时,材料的断裂方式主要受Cu相的影响而表现出很好的延性断裂。     

超薄型W－Cu合金片的生产

对用粉末冶金法生产的Ｗ－Ｃｕ合金板进行轨制，制得了致密、硬度高、性能优良的超薄型Ｗ－ＣＵ合金片。     

稀土和稀土氧化物对钨铜电触头材料性能影响的对比分析

利用粉末冶金技术制备出添加不同含量稀土和稀土氧化物的W-Cu电触头材料,比较稀土和稀土氧化物对W-Cu合金物理性能、力学性能的影响,同时利用金相显微镜观察组织形貌。结果表明,添加稀土单质较添加稀土氧化物更能提高W-Cu材料的相对密度、硬度及导电性能;而且W-Cu合金中最适宜的稀土添加量(质量分数)为3%。