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。     

钨铜生坯在连续液相烧结中的致密化行为

采用差热分析、密度测定和显微组织观察等手段,对钨铜超薄生板坯在连续液相烧结中的致密化行为进行了研究.采用孔隙反向迁移理论较好地解释了钨铜薄板生坯连续液相烧结的致密化机制.     

纳米W-Cu复合粉末制备技术的研究现状

纳米W-Cu复合粉末具有大的比表面积和高的烧结活性,可制备各种致密度高、性能优良的W-Cu复合材料,因而在电子封装和微电子信息工业中越来越受到重视。本文综述了近几年国内外纳米W-Cu复合粉末的发展现状,详细介绍和评价了几种纳米W-Cu复合粉末的制备方法。     

钨铜材料应用和生产的发展现状

介绍了钨铜材料目前主要的应用领域、使用特点及其在钨铜材料中所占的份额。叙述为满足钨铜材料新的应用在制取工艺上的研究发展情况。     

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。     

钨铜复合材料制备工艺研究

分别采用直接机械合金化法及氧化物共还原法制备了W-10Cu和W-20Cu复合材料,研究了钨粉粒度、烧结温度和保温时间对钨铜合金显微组织、致密度和电导率的影响。结果表明：随着W粉粒度的增加,直接机械合金化法制备的钨铜合金组织中W晶粒逐渐增大,致密度逐渐降低,电导率逐渐增大。在相同烧结条件下,氧化物共还原法较直接机械合金化法制备的钨铜合金组织中W晶粒尺寸细小,分布均匀,致密度和电导率更高。随着烧结温度的升高,钨铜合金组织中W晶粒尺寸逐渐增大,致密度和电导率逐渐增加。当烧结温度由1 500 ℃增加至1 600 ℃时,氧化物共还原法制备的W-10Cu合金中W平均晶粒尺寸由2.1 μm增加至3.6 μm,致密度由98.2%增加至98.5%,电导率由39.3%IACS增加至39.8%IACS;W-20Cu合金中W平均晶粒尺寸由2.3 μm增加至3.5 μm,致密度由98.4%增加至99.2%,电导率由40.8%IACS增加至41.6%IACS。此外,钨铜合金组织中W晶粒尺寸随着保温时间的增加而逐渐增大。     

冷压成型方向对W-Cu电触头材料性能的影响

针对轴向、径向两种压制方向成型的W—Cu合金,采用烧结熔渗法制备W—Cu／Cu整体电触头材料,测定结合面的抗拉强度及W—Cu合金的电性能、显微组织和抗弯强度。结果表明,轴向压制产品烧结后的结合强度远大于径向压制产品烧结后的结合强度。W—Cu合金的物理性能也是轴向压制的比径向压制的好,但两种压制方法对材料的抗弯强度影响不大。     

氘在钨铜复合材料中的渗透和滞留行为研究

对钨铜复合材料中的氢同位素渗透和滞留行为进行了研究,通过采用气体驱动渗透和热脱附谱测试获得了氘在钨及钨铜复合材料中的渗透率、扩散系数、溶解度及相关活化能数据,并对氘在钨铜复合材料中的渗透和滞留性能进行了分析。结果表明:1)氘在钨铜复合材料中的渗透率比在纯钨中大2～3个数量级;2)在钨铜复合材料中的扩散系数比在纯钨中大5～6个数量级;3)随着复合材料中铜的含量增加,氘的渗透率与扩散系数均呈现增大趋势;4)钨铜复合材料之间的相界面具有氘快扩散通道作用。氘在钨铜复合材料中的溶解度比起纯钨小很多,溶解激活能也更大,说明铜对氘在钨中的固溶可能具有减弱的作用,这与氘在钨铜复合材料中快速扩散的结论一致。在气相热充实验中,因为快速降温使钨铜复合材料中捕获的氘来不及释放,所以钨铜复合材料中氘的表观滞留量比纯钨高约1个数量级。     

Synthesis and characterization of W-Cu nanopowders by a wet-chemical method

A wet-chemical process was employed to prepare W-Cu nanopowders. Precursors containing some tungstates were obtained by adding precipitants into a complex solution containing ammonium metatungstate and copper nitrate, afterwards spray-drying the complex solutions. The precursor powders were then calcined and hydrogen-reduced to convert into W-Cu powders. Phase constitution and morphology of the precursors, the calcined powders, as well as the reduced powders were characterized. Relations between the ratio of W to Cu in the complex solutions and the phase constitution of the calcined precursors were investigated. The effects of the reduction temperature and H₂ flow rate on the hydrogen reduction kinetics and the crystallite size of the W-Cu powder were also studied. It was shown that the wet-chemical process produces W-Cu powders with nanosized particles of about 100 nm. The composition of the calcined precursors varies with the ratio of W to Cu in the complex solution, and only CuWO₄ was found in the calcined precursors when the ratio of W to Cu is 74:26(wt.%). The reduction temperature and H₂ flow rate have a great influence on the hydrogen-reduction process and the crystallite size of the resulting W-Cu powders.     

高温模锻对钨铜电子封装材料组织和性能的影响

采用高温熔渗法制备钨铜电子封装材料,在850℃下对该材料进行模锻,通过扫描电镜(SEM)观察材料的微观组织,并利用超声波块体扫描仪探测材料内部的孔隙分布情况,研究高温模锻对钨铜电子封装材料组织和性能的影响.结果表明:在850℃高温模锻能显著减少钨铜电子封装材料内部的孔洞缺陷,内部组织更均匀、致密.经1次高温模锻后,相对...