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W-Cu复合材料及其梯度复合材料结合了钨和铜的优势,具有极好的导电、导热性能和高硬度、高强度、耐磨、热稳定性好等优点,在国防军工、电子工业、航空航天等方面具有广泛的应用。目前,关于W-Cu梯度复合材料的研究已有不少文献报道,但依然存在成型工艺复杂、烧结难度大、设计组分难以控制等难题,难以制备出性能优异、结构满足设计要求的W-Cu梯度复合材料。本文以W-Cu体系复合材料及其梯度复合材料为研究对象,研究W-Cu流延料浆的流变性能及W-Cu流延素片的制备,采用热压烧结制备结构致密、高性能的W-Cu复合材料及其梯度复合材料,并表征W-Cu复合材料的结构、性能,研究烧结助剂Co对W-Cu复合材料结构、性能的影响。当粘结剂含量为4wt.%、固相含量为60wt.%时,W-Cu流延料浆粘度适中、时间稳定性好;采用该料浆配方,通过流延成型得到了结构完整、组分分布均匀的W-Cu流延素片;确定了最高温度为800°C的排胶工艺,并得到了W、Cu分布均匀的复合排胶粉体。采用W-Cu排胶粉体为原料,在900°C-200MPa-2h的热压烧结条件下,制备了结构致密、组分分布均匀的W-Cu复合材料。随着Cu含量的增加,W-Cu复合材料硬度及抗弯强度逐渐下降、热膨胀系数及电导率逐渐增加。同直接混料烧结相比,流延法制备的W-Cu复合材料的硬度增加、电导率降低,抗弯强度及热膨胀系数变化不大。这是因为流延法制备W-Cu复合材料的过程中出现了硬质相WC、W2C,提高了其力学性能;同时,杂质相的引入导致其电导率低于采用传统方法制备的W-Cu复合材料的电导率。在制备W-Cu流延料浆时加入0.5wt.%Co,然后流延、排胶并在900°C-200MPa-2h烧结条件下制备了结构致密的Co/W-Cu复合材料。其致密化机理为:烧结助剂Co与W生成金属间化合物Co6W7,增强了W沿中间层化合物晶界的扩散速度并改善了W-Cu复合材料的界面结合强度,加速了W-Cu复合材料的固相烧结,提高了W-Cu材料的致密度。同W-Cu复合材料相比,Co/W-Cu复合材料的硬度较高,热膨胀系数及电导率较低,而抗弯强度基本不变。这是因为烧结助剂Co的加入促进了W-Cu复合材料的烧结,改善了界面结合强度,从而提高了Co/W-Cu复合材料的力学性能,改善了Co/W-Cu复合材料的热膨胀性能;但是Co的引入破坏了Cu的导电网络结构,使其电导率降低。最后,根据所设计的W-Cu梯度复合材料组分分布,采用第三章确定的制备工艺,经流延、排胶和烧结过程制备了Cu含量为40wt.%100wt.%的七层Co/W-Cu梯度复合材料,并对其结构、形貌等进行了表征。研究发现,制备的七层W-Cu梯度复合材料整体致密,各层之间平行性好,内部无明显缺陷;样品中W、Cu组分含量沿厚度方向呈现梯度变化的趋势,且各组分分布均匀,无明显团聚现象发生。