文 献 综 述
1. 引言
W-Cu 合金是一种由体心立方结构的钨颗粒和面心立方结构的铜粘结相组成的既不互相固溶也不形成金属间化合物的一种复合材料,通常被称为伪合金或假合金。因此,它既具有钨的高强度、高硬度、低膨胀系数等特性,同时又具有铜的高塑性、良好的导电和导热性等特性,这些特有的综合性能使W-Cu 合金得到广泛的应用。W-Cu合金从20世纪30年代研制成功以来,在一个较长时间主要用作各类高压电器开关的电触头。由于它具有高的耐电压强度和低的电烧蚀性能,从而成为推动高压电器开关不断提高使用的电压等级和功率的关键材料。到了20世纪60年代前后,W-Cu 合金又逐步开始用作电阻焊接、电加工的电极和航天技术中接触高温燃气的高温零部件。在1990年代后,随着大规模集成电路和大功率电子器件的发展,W-Cu 合金作为升级换代的产品开始大规模地用作电子封装和热沉积材料。
2. W-Cu合金
2.1 W-Cu合金性能与应用
W-Cu复合材料具有热膨胀系数低、导电性好、导热性好、高熔点、高硬度以及良好的抗电弧烧蚀性能。在机械加工、电气工程以及电子信息领域被广泛用作电极材料、电接触材料、电子封装材料及靶材等越来越受到国内外的关注。传统粉末冶金方法制备的W-Cu复合材料致密度低、组织结构粗大且均匀性差,严重影响材料性能。
由于W-Cu 合金具有良好的耐电弧侵蚀性、抗熔焊性和高强度、高硬度等优点,已被广泛地用作电触头材料,电阻焊、电火花加工和等离子电极材料,电热合金,特殊用途的军工材料(如火箭喷嘴、飞机喉衬),以及计算机中央处理系统、大规模集成电路的引线框架,固态微波等电子器件的热沉基片等。热等离子体喷涂。通过激光烧结可获得密度分布均匀的W-Cu 药型罩骨架,高温渗铜后得到接近全致密且密度分布均匀的W-Cu 药型罩,用此药型罩制备的89型射孔弹表现出优异的穿深性能[11]。
2.2 W-Cu合金的传统制备方法
W-Cu 合金的主要制备方法有熔渗法、高温液相烧结法、活化液相烧结[4]、部分混合粉烧结渗铜法、混合氧化物共还原粉法[5]等。熔渗法是制备高铜含量合金比较常用的一种方法。
熔渗法是将钨粉压制成压坯,在一定温度下预烧制备成具有一定密度和强度的多孔钨基体骨架。然后将熔点较低的金属铜熔化渗入到钨骨架中。从而得到较致密W-Cu 材料。其机理主要是在金属液相润湿多孔基体时。在毛细管力作用下,金属液沿颗粒间隙流动填充多孔W骨架孔隙,从而获得较致密的材料。近年来,随着粉末增材近净成形技术的发展和现代科学技术对零部件形状复杂程度要求的提高,钨骨架的制备已由单一传统粉末冶金模压成形向挤压成形和注射成形方向发展。
