电镀制备WC@W-Cu复合材料与性能研究

W-Cu复合材料因具有低膨胀系数、高强度及导电导热性能而广泛用作电子封装、电极、电触头和炮弹的罩壳等材料。W-Cu复合材料传统制备方法在致密化、微观组织的均匀性等方面难以兼顾,导致材料的导电导热性能不足,难以满足现代电子工业的要求。以W粉及W粉表面碳化得到的WC@W粉为原料,采用复合电镀技术成功制备了W-Cu和WC@W-Cu复合材料。结果表明,W-Cu复合材料表面粗糙,微观组织存在孔洞,而WC@W-Cu复合材料晶粒细化,微观结构组织均匀、致密。WC@W-Cu复合材料的W含量为43.6wt.%,硬度达205HV,相对密度为99.3%,电导率可达54.6MS/m。采用WC@W纳米粉,电镀制备出的WC@W-Cu复合材料不仅增加了W含量,明显提高了硬度,而且在相对密度和导电性方面也优于W-Cu复合材料。     

AlN覆钨对AlN/W-Cu复合材料组织和性能的影响

采用溶胶凝胶法对AlN粉体进行表面覆W后，将其与适量W粉混合，经压制、预烧结，制得多孔AlN/W骨架，再熔渗Cu后制备出不同AlN含量(0～8%)的AlN/W-Cu复合材料。考察了AlN含量对于烧结体微观组织、力学性能和热学性能的影响，并与由未覆钨AlN粉体制备的AlN/W-Cu复合材料进行对比。结果表明，采用溶胶凝胶法可在AlN颗粒表面均匀制备覆W层，其界面结合良好。覆钨AlN/W-Cu复合材料的相对密度、硬度、抗拉强度以及热导率均优于未覆钨AlN/W-Cu复合材料的。AlN/W-Cu复合材料的相对密度、抗拉强度及热导率随AlN含量的增加而降低，而硬度随AlN含量的增加而上升。当AlN含量为2%时，覆钨AlN/W-Cu复合材料的综合性能最佳，相对密度达到97.69%，显微硬度达到277HV，热导率达到205.54 W/(m·K)。     

真空热压烧结W(50)/Cu-Al_2O_3复合材料的性能研究

采用真空热压烧结工艺制备W(50)/Cu-Al2O3复合材料,观察了其显微组织,测试了其致密度、硬度、抗弯强度和导电率。结果表明:W(50)/Cu-Al2O3复合材料组织致密;致密度和硬度优于Cu-50%W,致密度可达99.8%,显微硬度达135 HV。而导电率为46%IACS,略低于W-50%Cu复合材料。抗弯强度为291.3 MPa,弥散铜钨合金室温弯曲断裂主要以弥散Cu相的撕裂为主,伴随有W-Cu界面的分离和部分W晶粒的解理断裂。     

W-Cu复合材料制备新技术与发展前景

W-Cu复合材料具有热膨胀系数低、导电性好、导热性好、高熔点、高硬度以及良好的抗电弧烧蚀性能,在机械加工、电气工程以及电子信息领域被广泛用作电极材料、电接触材料、电子封装材料及靶材等越来越受到国内外的关注。传统粉末冶金方法制备的W-Cu复合材料致密度低、组织结构粗大且均匀性差,严重影响材料性能。采用纳米复合新技术制备的W-Cu复合材料具有很大的技术优势:粉末纳米化使得粉末的烧结活化能大大降低,其烧结活化能在1 420℃时仅为42.1 kJ/mol和29.1 kJ/mol,远低于纯W相同温度范围内的587.9 kJ/mol,同时纳米复合使得W与Cu发生了固溶,从而使得复合粉末表现出良好的烧结活性。采用纳米复合制备的细晶W-Cu复合材料具有非常优异的综合性能,其原因在于经烧结后获得高的致密度和组织结构均匀细小。     

热压温度对石墨烯铜基复合材料组织及性能的影响

采用粘结混粉、真空热压烧结的方法制备石墨烯铜基复合材料,研究了不同热压温度对石墨烯铜基复合材料物相与组织形貌、致密度、导电性、导热性及力学性能的影响。结果表明:石墨烯在铜基体中实现了均匀分散,且两者界面结合紧密。随着热压温度的升高,复合材料的致密度、导电性、导热性及力学性能均先升高后降低。当热压温度为900℃时,制备的复合材料致密化高,孔隙率低,综合性能最优异,复合材料的致密度、导电率、导热率、显微硬度、屈服强度、抗拉强度分别为98.2%、93.2%IACS、411.0 W·m-1·K-1、85.3 HV、128.8 MPa、253.8 MPa。     

高性能钨-铜复合材料制备与性能研究进展

钨-铜(W-Cu)复合材料具有优异的物理和力学性能,如良好的导电导热性、较低的热膨胀性、高硬度和强度,被广泛应用于电力、电子、核电工业、军工与航天等领域.W和Cu元素的熔点相差较大且互不反应,无中间相析出,因此粉末冶金是W-Cu复合材料制备的传统方法.近些年来,为获得更高性能的复合材料,一些新的方法被运用于制备W-Cu...     

SPS制备铜/镀铜石墨复合材料的组织和性能

采用放电等离子烧结(SPS)制备不同镀铜石墨含量的铜/镀铜石墨复合材料。研究了镀铜石墨含量对复合材料微观组织、密度、导电率、孔隙率和显微硬度的影响。结果表明,随着镀铜石墨含量的增加,铜基体的组织变得细小、均匀。复合材料的密度与镀铜石墨含量满足公式ρ=-0.1506wt%+8.894。当镀铜石墨含量由0wt%增大12wt%,复合材料的导电率由96.4%IACS降低至58.0%IACS,孔隙率从0.1%升高至8.8%。少量的镀铜石墨具有细晶强化作用,能提高复合材料的硬度。当镀铜石墨含量超过4 wt%,复合材料的硬度开始下降,当镀铜石墨含量达到一定值时,复合材料的硬度甚至低于纯铜材料的硬度。     

活化烧结制备W-Cu复合材料及其性能

研究添加元素Ni对W-Cu复合材料组织和性能的影响.利用预混粉、机械球磨和活化液相烧结法制备不同Ni含量W-Cu复合材料,采用电子扫描显微镜、X射线衍射仪、激光导热仪等对复合材料的显微组织、物相、热导率、热膨胀系数和硬度进行检测与分析.结果表明:当W-Cu复合材料中不添加Ni元素时,W颗粒团聚形成闭合孔隙,液相Cu无法...     

MBE方法制备高致密W-Cu梯度功能材料的研究

采用多坯料挤压法结合粒度配比、热压固相烧结法制备了3层W-Cu梯度功能材料,并对微观组织及性能进行了分析.结果表明:多坯料挤压法制备的3层坯体,层与层之间结合紧密,各层形状规整、厚度均匀;热压固相烧结后可得到近全致密的W-Cu梯度材料,层与层之间的界面位置清晰,组织结构致密,成分分布保持为最初的梯度设计结果,各层中Cu相形成了理想的网络结构,W颗粒镶嵌在网状结构中;封接层、中间层、散热层的相对密度分别达到98.3%、99.3%和99.9%,硬度分别为91.3、93.6和74.0 HRB.在室温～100 ℃范围内,封接层的热膨胀系数为6.97×10-6/℃,可实现与BeO基板材料良好的热匹配.     

W-Ni/Yb_2O_3复合材料的制备及烧结性能

采用化学镀获得Ni-Yb_2O_3复合粉体,然后通过机械球磨制备了不同质量分数的W-(0.2%,0.5%,1%,2%)Ni/Yb_2O_3复合粉末,最后在1600℃下烧结3 h获得了W-Ni/Yb_2O_3复合材料。采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)分析了Ni-Yb_2O_3复合粉体形貌、W-Ni/Yb_2O_3复合材料表面形貌,测定了W-Ni/Yb_2O_3复合材料相对密度、显微硬度和热导率。结果表明,W-Ni/Yb_2O_3复合材料的相对密度和显微硬度随着Ni-Yb_2O_3含量增加而增加,Ni-Yb_2O_3的加入促进了钨基材料的烧结致密化;同时,添加Ni-Yb_2O_3复合粉使钨基材料的晶粒得到细化,但对钨基材料导热性起到降低的作用。     

新型纳米复合镀层材料的制备与研究

采用纳米CeO2和Zn粉成功制备出CeO2/Zn纳米复合材料作为镀层材料,并利用X射线衍射、场发射扫描电镜等测试分析手段,对复合材料组织结构进行研究,比较了不同纳米CeO2含量复合材料的耐蚀性和硬度。结果表明:纳米CeO2颗粒的加入能显著提高金属的耐蚀性、硬度和金属结构的致密均匀性,并在纳米CeO2含量为1%时显示了最佳的耐蚀性、硬度和微观组织结构。     

W-Ni/Yb2O3复合材料的制备及烧结性能研究

本文首先采用化学镀获得Ni-Yb2O3复合粉体,然后通过机械球磨制备了不同成分的W-（0.2、0.5、1、2）wt% Ni/Yb2O3复合粉末,最后在1600℃下烧结3h获得了W-Ni/Yb2O3复合材料。采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)研究分析了Ni-Yb2O3复合粉体形貌、W-Ni/Yb2O3复合材料表面形貌。测定了W-Ni/Yb2O3复合材料相对密度、显微硬度和热导率。实验结果表明,W-Ni/Yb2O3复合材料的相对密度和显微硬度随着Ni-Yb2O3含量增加而增加,Ni-Yb2O3的加入促进了钨基材料的烧结致密化;同时,添加Ni-Yb2O3复合粉使钨基材料的晶粒得到细化,但对钨基材料导热性起到降低的作用。     

粒度配比法制备近全致密W/Cu20复合材料

选用A、B两种不同粒度的W粉,调节A、B钨粉的比例,并与Cu粉直接混合,配制成W/Cu20(质量分数%,下同)混合粉末,经热压制备了近全致密的W-Cu复合材料。显微组织观察表明,随着小粒度W粉配比的增加,大W颗粒形成的孔隙逐渐减少,而小W颗粒形成的孔隙逐渐增加。当W粒度配比为80%A+20%B时,形成较为致密的堆积结构。在合适的工艺条件下(烧结温度1060℃、压力85MPa、保温3h),所制备的W/Cu20复合材料其相对密度达到98.6%,Cu相沿大W颗粒和小W颗粒的边界呈现网状分布。     

Structure and Properties of W-Cu/AlN Composites Prepared via a Hot Press-Sintering Method

采用高能球磨技术制备W-30%Cu（质量分数）纳米晶粉体,再通过球磨混粉的方法添加不同质量分数的纳米AlN颗粒,然后采用热压烧结法得到W-30Cu/x%AlN复合材料。研究并比较了纳米AIN的加入对材料组织结构、物理以及力学性能的影响。结果表明,W-30Cu/x%AlN复合材料都有较致密和均匀的组织结构,AlN的添加,细化了烧结体中W颗粒;纳米AlN颗粒的添加提高了复合材料的硬度,但是随着A1N纳米颗粒含量的增加,基体晶界上的增强相颗粒分布过多,而使材料的抗弯强度有所下降;少量纳米AlN颗粒(≤1%)的添加有利于W-Cu复合材料的热导率提高,随AIN添加量的增加,复合材料的电阻率升高,电导率下降。     

热压烧结法制备W-Cu/AlN复合材料的组织与性能研究（英文）

采用高能球磨技术制备W-30%Cu(质量分数)纳米晶粉体,再通过球磨混粉的方法添加不同质量分数的纳米AlN颗粒,然后采用热压烧结法得到W-30Cu/x%AlN复合材料。研究并比较了纳米AlN的加入对材料组织结构、物理以及力学性能的影响。结果表明,W-30Cu/x%AlN复合材料都有较致密和均匀的组织结构,AlN的添加,细化了烧结体中W颗粒;纳米AlN颗粒的添加提高了复合材料的硬度,但是随着AlN纳米颗粒含量的增加,基体晶界上的增强相颗粒分布过多,而使材料的抗弯强度有所下降;少量纳米AlN颗粒(≤1%)的添加有利于W-Cu复合材料的热导率提高,随AlN添加量的增加,复合材料的电阻率升高,电导率下降。     

热压烧结制备近全致密W-Cu梯度热沉材料

采用粒度配比和热压固相烧结方法制备高致密W-Cu梯度热沉材料，考察烧结温度、压力和保温时间对梯度材料密度和硬度的影响，并对材料的显微组织进行观察。结果表明：采用热压固相烧结和粒度配比法可以制备近全致密的W-Cu梯度热沉材料，各梯度层分界清晰，各层组织致密，成分保持为最初的梯度设计；在烧结温度1060℃、压力85MPa、保温时间3h的工艺条件下，所制备的W-Cu三层梯度热沉材料的封接层、中间层、散热层的相对密度分别达到98．6％、99．1％和99．5％，硬度HRB分别为91，6、95．6和74．4。     

W-Cu材料的应用进展和制备技术

W-Cu材料具有高密度、高强度、低膨胀性、良好导电性、良好的加工性等特点而被广泛应用于高压电器、电子封装、航天、武器装备等领域。近年来,面向等离子体抗热冲击的W-Cu功能梯度材料成为一个研究的热点。制备W-Cu材料有传统的液相烧结法、热压法、熔渗法。传统的制备方法生产的W-Cu材料致密度低、导电性差,而且生产成本高,效率低。采用超细或纳米钨铜混合粉可以在较低温度下直接烧制得到接近完全致密的W-Cu材料,这已成为钨铜材料制取工艺的重点研究方向。由超细W-Cu粉末制备的W-Cu材料具有非常高的导热、导电性能,具有传统方法制备的W-Cu复合材料所无法比拟的优点。因此,超细纳米W-Cu复合技术是最具广阔前景的制备方法。     

添加剂及纳米WC粉含量对电镀WC-Cu复合材料性能的影响（英文）

研究添加剂(聚乙二醇(PEG)、十二烷基硫酸钠(SDS))和纳米WC粉对WC-Cu复合材料显微结构、相对密度、硬度和导电性的影响,并对电镀制备机理进行研究。采用XRD、SEM、EDS、TEM、HRTEM等测试方法分析样品的显微结构。PEG与SDS的协同作用使WC-Cu复合材料在电镀过程中更加致密。WC-Cu复合材料的硬度随着WC含量的增加而增加,导电性随WC含量的增加而降低。随着添加剂含量的增加,样品的密度呈现先增大后减小的趋势。当电镀液中含有10 g/L WC纳米粉、0.2 g/L PEG和0.1 g/L SDS时,WC-Cu复合材料硬度为HV 221、电导率为53.7 MS/m。结果表明,通过优化添加剂和纳米WC颗粒的含量,可以得到性能优良的WC-Cu复合材料。     

Cu-TiB_2复合材料摩擦磨损性能的研究

采用热压烧结技术制备了含不同Ti B_2质量分数的Cu-Ti B_2复合材料,研究了Ti B_2含量对复合材料的密度、显微硬度、导电率和热导率的影响,以及Ti B_2含量、载荷和转速对Cu-Ti B_2复合材料摩擦磨损性能的影响,并应用扫描电镜观察和分析了试样的显微组织和磨损表面形貌。结果表明:随Ti B_2含量增加,试样的硬度升高而导电导热性能下降,摩擦系数降低而耐磨性能显著提高;随着载荷的增加,试样的摩擦系数逐渐降低,后趋于稳定,磨损率逐渐提高;随着转动速度增大,摩擦系数先增加,后趋于稳定,磨损率不断上升。并对Cu-Ti B_2复合材料磨损机制进行了探讨。     

粉末冶金Al3(Zr,Ti)/Al复合材料的组织与性能

为了研究Zr含量变化对Al-Ti-Zr铝基复合材料组织与力学性能的影响,以纯Al粉末作为基体材料,纯Ti粉和纯Zr粉作为增强体材料,采用粉末冶金原位合成法在750℃烧结制备了Al-Ti-Zr复合材料。随后将烧结制备的复合材料加热到400℃进行热压变形处理,测试其组织和性能的变化。结果表明:在Al-Ti-Zr三元体系中,复合材料内部通过置换反应生成Al3(Zr,Ti)化合物;随着Zr含量的增加,复合材料的组织更加均匀、致密化,其抗拉强度、硬度逐渐增加,抗拉强度最大值为227.66 MPa,硬度最大值为132.83 HV0.025;复合材料的耐腐蚀性能随着Zr含量的增加呈现下降趋势,在Zr含量为5%时,复合材料的耐腐蚀性能最佳,其腐蚀电位为-0.67661 V,腐蚀电流密度为1.0214×10^-6 A/cm^2。