新型压制及烧结等技术或增强粉末冶金复合材料的性能

发布时间：2014/11/20 0:08:39

钨铜复合材料由高熔点、高密度及低膨胀系数的钨和高导电、高导热的铜组成，兼具二者的优越性能，如具有高导电导热性能、低膨胀系数、良好的高温强度和抗电弧烧蚀性能等。早在上世纪三十年代，钨铜复合材料由于其良好的耐压强度和耐电烧蚀性能，在高压电器开关等工业部门获得了广泛应用。进入六十年代，钨铜复合材料逐渐在电阻焊电极、航空航天耐高温零部件等领域获得应用。此后，随着制备技术的逐步提高，于九十年代作为电子封装和热沉材料开始在大规模集成电路和大功率电子器件等领域获得了广泛应用。进入二十一世纪，钨铜复合材料更是作为破甲弹药罩材料、导弹喷管材料及靶材等在军事及高新技术领域引起关注。

现在，钨铜复合材料由于其良好的导电、导热性能及优异的热稳定性，已成为大功率微波器件和超大规模集成电路基片、嵌块、连接件及散热元件等不可缺的关键材料，其高导热、高热稳定性及良好的近净尺寸成形性，可提高微电子器件的使用功率，有利于实现器件的小型化和精密化发展。钨铜复合材料的低热膨胀系数及其热膨胀系数的可调节性，有利于其与微电子器件中硅片、砷化镓等半导体材料及管用陶瓷材料的连接匹配，避免热应力导致的热疲劳破坏，拓宽了钨铜复合材料在微电子领域的应用范围。钨铜复合材料由于其高导电、导热性能，良好的抗电弧、抗摩擦及热稳定性等，早已在电磁炮导轨、火箭导弹喷管喉衬及燃气舵等高温领域获得重要应用。

近年来，钨铜复合材料逐渐被用作破甲弹药罩材料，其高密度、高声速及良好的力学性能，有利于提高破甲弹的破甲威力。欧美等发达国家研究表明，与纯铜破甲弹药罩相比，钨铜复合材料药罩在三倍口径炸高的条件下，其破甲深度可提高30%。随着高性能钨铜复合材料的制备技术和应用研究的不断发展，在军事工业中的应用前景将更加广阔。钨铜复合材料是一种重要的粉末冶金材料，目前广泛应用的制备方法之一是“熔渗法”。该方法是将钨粉或者钨粉与少量铜粉的混合物压制成坯，通过一定温度下的预烧制备成多孔钨骨架，再将金属铜熔化并利用毛细管力作用使其沿钨颗粒间隙流动逐渐填充骨架，获得钨铜复合材料。溶渗法制备的材料具有致密度高，烧结性能好，导电、导热性能理想等优点。由于钨和铜熔点差距大且互不相溶，采用粉末冶金法制备的钨铜复合材料常有致密度不高的问题，通常导致材料的导电、导热及力学性能不足。

为了不断满足工业发展提出的新要求，钨铜复合材料的制备技术面临重大改革的任务。近年来，高度弥散、纳米化粉末制备技术、新型压制及烧结技术的快速发展，使钨铜复合材料的性能获得了进一步提高，有效拓宽了其在高新领域的应用前景。

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