鎢銅棒燒結法

鎢具有高的熔點、高的密度、低的熱膨脹係數和高的強度,銅具有很好的導熱、導電性。鎢銅複合材料因結合了鎢和銅的諸多優良特性(如鎢的高熔點、低線膨脹係數和高強度,銅的良好導電和導熱性),而具有良好的導熱導電性、耐電弧侵蝕性、抗熔焊性和耐高溫抗氧化等特點,現已廣泛應用於電力、電子、機械、冶金等行業。

鎢銅棒燒結法如下

銅的熔點在1 083 ℃,而納米銅粉的活性高、比表面積大,其熔點下降到500 ℃左右。實驗先以5 ℃/ min 的加熱速度加熱到 650 ℃(燒結期間中A 組加壓4t ,B 組加壓6t) ,然後仍以5 ℃/ min 的加熱速度加熱到900 ℃;為防止試樣開裂並保護模具,這時A 組試樣壓力降低到2t ,B 組試樣壓力降低到4t 再合計保溫兩小時。最後從模具中取出試樣並在無壓力下燒結,以5 ℃/ min的速度加熱到設定溫度,並保溫若干小時,然後試樣隨爐冷卻至室溫。

隨著燒結溫度的升高,鎢銅棒的緻密度就越高。這是因為鎢與銅之間浸潤角小,限制液相銅的流動性,孔隙的消除不能徹底,從而只能以提高燒結溫度來提高緻密度。鎢銅棒燒結法試樣的晶粒度隨燒結溫度的升高有增大傾向,並且液相銅的分佈愈加均勻,密度也越大;而且,隨著溫度的升高,鎢晶粒逐漸長大,多邊形的晶粒有球化的趨勢,銅相也分佈更加均勻,密度也就更大。這是因為粉末在液相燒結時,主要是液相的流動變形來充填孔隙,提高緻密度的。在低於Cu 的熔點進行固相燒結時,兩相的再分佈主要依靠固相的擴散和遷移進行,過程非常緩慢,很難充分的充填孔隙,使得緻密度難以提高。

鎢銅棒的燒結方法還包括高溫液相燒結法以及活化液相燒結法。活化液相燒結法的特點是生產工序簡單,但存在燒結溫度高,燒結時間長、銅大量揮發、燒結性能較差、燒結密度較低等缺點,不能滿足使用要求。因此,為了提高材料密度,在液相燒結後需要增加相關後處理工序如複壓、熱壓、熱鍛等,然而卻增加了工藝的複雜性,應用受到限制。另外,在高溫液相燒結過程中發現,鎢、銅粉末的粒度大小也影響鎢銅複合材料的燒結密度,粉末越細,獲得的燒結緻密度越高。

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