溶膠凝膠法制備超細鎢銅復合粉末及其成型工藝.pdf

1、鎢銅復合材料由于既具有鎢的高強度、高硬度和銅的高導電、導熱性能，同時其熱導率和熱膨脹系數可根據組分配比進行調節(jié)，目前已被廣泛的應用于電工、電子、軍工、航天等相關領域。但由于鎢相和銅相之間互不相溶，采用傳統一般的液相燒結及普通的熔滲工藝都比較難以得到高致密度的鎢銅復合材料。本文采用溶膠-凝膠及結合噴霧干燥法，制備出了一系列鎢銅復合粉末；通過模壓成形及注射成形后進行液相燒結，對燒結體的微觀結構、洛氏硬度、導電導熱性能等做了詳細的對比研究，以

2、探索出一套從粉末制備到最后成形燒結的工藝。
　　首先，本文以仲鎢酸銨和硝酸銅為主要原料、采用溶膠-凝膠并結合噴霧干燥法制備超細鎢銅復合粉末系列，通過對比分析，得出最佳工藝為：將仲鎢酸銨和硝酸銅按一定比例配好放入燒杯后，加入一定量的檸檬酸后在30℃常溫下將其攪拌溶解，最后再添加一定量的硬脂酸作為表面活性劑，升溫至80℃攪拌，直至其變成凝膠后利用噴霧干燥塔進行干燥；將收集到的前軀體粉末在600℃下煅燒4小時；再將煅燒后的氧化物粉末在8

3、00℃氫氣氣氛中進行還原處理即可得到鎢銅復合粉末。通過對掃描電鏡觀察粉末的微觀形貌，發(fā)現該粉末有以下特點：形狀基本為球形；粉末粒徑基本在1μm以內；鎢銅兩相分布均勻；
　　其次，利用微型等靜壓機對粉末系列進行成型，再在不同的溫度下對壓制生坯進行液相燒結處理，通過對燒結坯的致密度、微觀結構、導電率等性能進行表征，得到如下結論：該鎢銅粉末系列的最大成型壓力為350MPa：W-10Cu、W-15Cu、W-20Cu、W-25Cu、W-30

4、Cu、W-60Cu的最佳燒結溫度分別為1350℃、1350℃、1200℃、1200℃、1150℃、1120℃，此時該復合材料系列的致密度均能達到99％左右，內部鎢銅兩相分布均勻，幾乎無偏析富集現象；燒結坯的導電率與鎢銅復合材料的致密度及其中的銅含量呈正相關；而燒結體的硬度隨著致密度的升高而增大，但隨著銅含量的升高而減小；
　　第三，將W-10Cu復合粉末利用注射機注射成形后進行脫脂、燒結處理，通過檢測分析有如下結論：該粉末的臨界裝

5、載量為47vol.％，此時的扭矩為21N·m左右；通過注射成形制得的生坯的最佳燒結溫度為1400℃，此時致密度達到99.3％以上，內部幾乎無缺陷空洞存在，且鎢銅兩相分布均勻；
　　最后，對模壓樣、注射樣及外購的滲銅樣三者的熱學性能、電導率、硬度、微觀結構等進行比較分析，得出：W-10Cu粉末在注射成形后的致密度(99.3％)略高于模壓成形樣(98.9％)：由復合粉所得到的鎢銅復合材料中鎢銅兩相分布更為均勻，晶粒尺寸也更為細?。蝗N