【摘 要】
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W-Cu复合材料在性能方面能够兼具W组分提供的高硬度、低热膨胀系数、良好的耐电弧性以及Cu组分提供的高电导率和热导率等多种综合力学特性,因此具有出色的热、电和力学性能。目前W-Cu复合材料已经在民用工业和航空航天等行业有举足轻重的作用,例如高压电触头部件,焊接电极,电子封装和散热片等材料。W-Cu复合材料因W组分和Cu组分互相不溶,二者界面间润湿角非常大,因此在烧结过程中很难完成致密化。随着电子行
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W-Cu复合材料在性能方面能够兼具W组分提供的高硬度、低热膨胀系数、良好的耐电弧性以及Cu组分提供的高电导率和热导率等多种综合力学特性,因此具有出色的热、电和力学性能。目前W-Cu复合材料已经在民用工业和航空航天等行业有举足轻重的作用,例如高压电触头部件,焊接电极,电子封装和散热片等材料。W-Cu复合材料因W组分和Cu组分互相不溶,二者界面间润湿角非常大,因此在烧结过程中很难完成致密化。随着电子行业的发展,传统W-Cu复合材料难以得到满足现代工业中要求的性能,因此需要通过降低W-Cu界面间润湿角来改善W-Cu复合材料的组织与性能。本文通过加入不同种类的微量活化元素的方法实现W-Cu复合材料的活化烧结,结合第三相活化烧结制备工艺来改善W-Cu复合材料的烧结性能,使其能够获得均匀致密的组织结构和优异的综合性能。本文主要采用机械合金化方法添加第三相活化元素来制取W-Cu复合粉末。对使用不同制备工艺及添加不同含量Ni/Sn元素的条件下W-Cu复合材料的组织结构与性能表征进行了对比研究分析。得到以下研究结论:通过机械合金化结合液相烧结法使用不同制备工艺成功制备出高致密的W-Cu-Ni复合材料。通过对比研究制备出来的试样得出当复合材料在球磨时间10h,烧结温度为1400℃时制备出的W-Cu复合材料具有最佳的物理性能。采用冷等静压结合液相烧结法制备出添加不同含量Ni元素的W-Cu-Ni复合材料并研究了不同含量的Ni元素对W-Cu复合材料组织结构及其物理性能的影响。研究结果表明Ni元素添加量为5%时,W-Cu复合材料具有最均匀的组织结构和最优异的物理性能。采用冷等静压结合液相烧结法制备出添加不同含量Sn元素的W-Cu-Sn复合材料。研究结果表明Sn元素添加量为2%时,W-Cu复合材料具有均匀的组织结构和最佳的物理性能。W-Cu-Ni复合材料和W-Cu-Sn复合材料在组织结构和物理性能上虽然都比原始试样有所优化,但是在各个性能上优化的结果并不相同,添加Sn元素对W-Cu复合材料物理性能的改善作用更加明显。
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