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。     

钨铜复合材料的研究及应用现状

钨铜复合材料作为一种重要的粉末冶金材料,具有优异的性能,是制造电触头和电极、焊接和电锻模、散热片、封装材料等的理想材料,广泛应用于电气、电子、航空航天和军事等工业领域中。近年来,随着先进制备工艺的研究和发展,钨铜复合材料的性能不断提升,本文主要描述了钨铜复合材料的制备方法、性能改进以及应用现状等。     

钨铜复合材料研究的新进展

介绍了近年来国内外钨铜复合材料在新品种开发上的进展 ,如梯度钨铜材料、纳米钨铜材料等。为了开发这些钨铜新材料 ,叙述了相应的制取工艺上的发展 ,且概述了钨铜复合材料的主要应用及具有应用潜力的领域。     

纳米钨铜复合粉末的制备及其烧结行为研究

以钨酸钠和硝酸铜为原料,采用水热合成-共还原法制备钨铜复合粉末,再通过真空热压烧结法制备钨铜复合材料,并研究了钨铜复合粉末的结构形貌,以及经不同温度热处理后钨铜复合材料的显微形貌、物性特征。结果表明:采用水热合成-共还原法可制得粒度尺寸约为70nm且颗粒分布均匀的纳米级钨铜复合粉末。钨铜复合粉末经加压烧结及热处理后可得到W相和Cu相紧密结合、Cu相均匀分布在W相周围的钨铜复合材料,其在热处理温度为950℃时致密度最高,达到99.2%;在热处理温度为800℃时导电率最高,达到46.5%IACS;在热处理温度为900℃时布氏硬度最高,达到HB285。     

WC含量对弥散强化铜Cu/WC组织与性能影响的研究

对以WC粒子为第二相的弥散强化铜材料的组织与性能进行了研究。在同样条件下，用机械混料方法制备了不同WC含量的Cu/WC复合材料，分别测定了其密度，电阻率和硬度，结果表明：WC粒子是一种较为理想的弥散相，并且WC体积含量为1.2%时，细小的球形状第二相粒子均匀分布，弥散效果好，材料密度，硬度较高，而电阻率较小，综合性能较好。     

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。     

铜钨复合材料及在热加工中的应用

铜钨复合材料是以铜，钨元素为主组成的一种两相结构假合金，以往多应用于高压电器触头等方面，近年来，增加耐磨相和添加其它元素，同时调整制造工艺，经过改性的铜钨金属复合材料，应用于热加工方面取得较好效果。     

钨铜粉末材料烧结-挤压致密化研究

为探索难熔金属和铜粉末混合坯致密化工艺,提出了钨铜粉末材料液相烧结和热静液挤压致密新工艺,经过实验获得了近致密、组织细小、性能优异的复合材料.结果表明,WCu40混合粉末冷压坯的相对密度约为70%,经过液相烧结和热静液挤压,可以获得相对密度大于99.8%的钨铜(WCu38)材料.致密后材料导电率可达到41～48 m·Ω-1·mm-2,硬度可达到HB173～176.     

钨铜复合材料的应用与研究现状

在简述钨铜复合材料具有良好导热、导电性和高温抗氧化性等优良性能及其在电子封装、集成电路、国防军工、航空航天等高尖端技术的应用拓展空间的基础上，介绍了国内外钨铜材料的主要应用领域和制备新工艺的研究发展现状。     

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。     

液相烧结制备电力开关用W-7Cu-xNi合金微观组织及性能分析

为了提高电力开关用W-7Cu合金的综合性能,通过添加Ni元素方式对其进行加强,以液相烧结、机械球磨方式制备得到包含不同Ni含量的W-Cu合金。通过实验测试手段对其微观组织及物理性能进行了施压测试分析。研究结果表明：逐渐提高Ni含量后,形成了更大尺寸W颗粒,相邻颗粒间距降低。W-Cu-4%Ni合金界面形成更优润湿角,获得具有连续网状分布的Cu相,改善了W-Cu组织的分布均匀性,此时Ni元素已经完全与Cu相相溶。当Ni含量提高后,W-Cu合金获得了更大的硬度与致密度,热导率下降,相对密度增加。当加入4%的Ni时,致密度达到了95.6%,热导率从161 W/(m·K)降低为96.4 W/(m·K),获得了致密度更大合金。     

BDensification and Diffusion Bonding of W-CuComposites by HIP Processing

ＤｅｎｓｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄＤｉｆｆｕｓｉｏｎＢｏｎｄｉｎｇｏｆＷ－ＣｕＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓｂｙＨＩＰＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＬＵＤａＭｉｎｇ，；ＴＡＭＧＡｎＱｉｎｇＤｅｎｓｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄＤｉｆｆｕｓｉｏｎＢｏｎｄｉｎｇｏｆＷ－ＣｕＣｏｍｐ...     

低银导电环材料的研究

银合金作为导电环材料，因其硬度偏低、耐磨性差，影响使用寿命，同时，还存在价格昂贵的问题。本文通过对合金系的选择，经反复实验，研制出了一种新型的Cu-Ag-Ni系低银导电合金，并对其组织性能进行了研究，在此基础上制得相应的导电环，并对其导电性能与工作寿命等性能进行了研究。结果表明：研制成的低银合金以铜为基，选择了能大大提高合金强度、很少降低电阻率、提高抗氧化性能的银、镍等作为添加元素；与银合金相比，可节约白银80%以上，显著降低成本；低银合金加工工艺简便，适用于大批量生产。     

碳纳米管对W-Cu复合材料致密度和硬度的影响

采用机械合金化技术并结合真空烧结制备W-20％Cu／C复合材料,利用碳纳米管具有良好的综合性能作为W-20％Cu复合材料的强化相．采用粒度测试仪分析碳纳米管添加量不同时的W-20％Cu复合粉末粒径并测试W-20％Cu／C烧结体的密度和硬度,分析碳纳米管添加对W-20％Cu复合粉末粒度及W-20％Cu复合材料密度和硬度的影响．研究结果表明：添加碳纳米管可不断细化W-20％Cu复合粉末晶粒,W-20％Cu复合材料的密度和硬度随着碳纳米管质量分数的增加而逐渐提高,说明采用机械合金化技术能够使碳纳米管弥散分布在W-20％Cu复合材料中,充分发挥细晶强化作用．     

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。     

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。     

碳纳米管对W-Cu 复合材料致密度和硬度的影响

采用机械合金化技术并结合真空烧结制备W-20 %Cu/C 复合材料,利用碳纳米管具有良好的综合性能作为W-20 %Cu 复合材料的强化相. 采用粒度测试仪分析碳纳米管添加量不同时的W-20 %Cu 复合粉末粒径并测试W-20 %Cu/C 烧结体的密度和硬度, 分析碳纳米管添加对W-20 %Cu复合粉末粒度及W-20 %Cu 复合材料密度和硬度的影响.研究结果表明:添加碳纳米管可不断细化W-20 %Cu 复合粉末晶粒,W-20 %Cu 复合材料的密度和硬度随着碳纳米管质量分数的增加而逐渐提高,说明采用机械合金化技术能够使碳纳米管弥散分布在W-20 %Cu 复合材料中,充分发挥细晶强化作用.      

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%。     

低成色白色金合金的性能试验

随着消费群体年龄结构和销售模式的变化,低成色金合金逐渐成为K金首饰市场的一个新方向。该文以10K白色金合金为研究材料,采用铸造充填法、差热分析法、静水密度法、测色法、加速腐蚀法、高温氧化法、冷变形法等检测了试验合金的物理性能、化学性能及加工制作性能。试验结果表明:当合金中有41.7%~42%金、11%~14%镍、33%~36%铜、9%~13%锌、0.05%~0.3%硅、0.005%~0.05%硼时,其熔化温度变化范围在37℃以下,筛网充填率达到98%,有较好的铸造性能;合金的黄度指数低于19,达到1级白色,具有优良的抗硫化变色性能及抗高温氧化性能;合金的初始硬度较高,加工硬化速率适中,有利于进行冷加工生产和首饰表面耐磨损。     

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。