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%。     

钨铜射流成形的细观数值模拟分析

为研究钨铜复合材料聚能射流成形的细观机理及材料细观结构对射流成形的影响,基于随机投放原理编制了钨铜复合材料细观离散化模型生成程序,建立了不同两相配比及钨颗粒尺寸的钨铜药型罩细观离散化模型。应用动力学仿真AUTODYN-2D软件中的欧拉算法,对钨铜细观模型及其等效均质药型罩开展了聚能射流成形的细观尺度有限元数值模拟分析。研究结果表明,钨铜材料在爆炸载荷驱动下铜相与钨相速度有显著差异,钨颗粒含量沿射流尾部至头部分布不均匀,呈现依次递减的趋势。在一定钨颗粒尺寸下,射流中钨含量相对变化量随着原始药型罩中钨含量降低而增大,钨体积含量30%的钨铜材料形成射流中平均钨含量降低65%,其中头部钨含量下降达90%;在给定罩材两相配比时,射流中钨含量随着钨颗粒尺寸的增大而降低,高钨含量的钨铜射流成分分布不均匀性对颗粒尺寸的变化更加敏感。     

超细钨粉化学镀铜工艺及性能研究

以甲醛为还原剂,采用低温、碱性化学镀制备出W-Cu复合粉体,实现了铜在W粉中的均匀分布.升温或提高镀液的pH值都会导致镀速的显著增加.X-ray分析表明,镀层中的铜以晶态存在,未发现铜的氧化物.沉积在W粉表面的高活性铜微粒加剧了W粉的团聚倾向.     

CuO-Al铝热体系超重力熔铸W-Cu梯度复合材料

对添加W颗粒的CuO-Al体系的绝热温度进行了计算分析, 而后在超重力场中点燃添加20%质量分数W颗粒的CuO-Al铝热剂压块, 通过分析获得的W-Cu复合材料显微组织发现, W含量分布不均匀且质量分数较低。将纯W颗粒压片置于CuO-Al-W铝热剂压块底部, 超重力场中燃烧熔铸W-Cu复合材料, 对其进行显微组织、相结构及硬度分布的研究, 结果表明, 沿超重力方向材料底部W含量较低(60%~65%), 中部W含量较高(80%~89%), 顶部W颗粒呈链状、团簇状聚集状态且含量较低(<40%), 结合硬度及相结构的检测结果, 表明合金材料中沿超重力方向W成分呈连续梯度变化, 并对其成型机制进行了初步分析, 认为W成分连续梯度变化是由超重力燃烧熔铸工艺特点所决定的。