高銅含量鎢銅復合材料的制備與研究.pdf

1、高銅含量鎢銅復合材料作為一種新型鎢銅材料，其銅質量分數(shù)達到50％～90％，在大幅度提高鎢銅材料電學性能與熱學性能的同時，鎢作為第二相對銅基體起到增強的作用，使材料具有良好的力學性能。該類材料可以代替部分含銀觸頭從而降低觸頭材料制造成本；還可用作電火花加工的電極和電焊機的點焊頭；當用作質點強化的銅合金時，在保持高導電率的情況下，高溫退火后仍具有高硬度，解決了純銅在較高溫度時發(fā)生軟化變形使應用受到限制等問題。
　　 本文在傳統(tǒng)鎢銅材

2、料制備方法的基礎上，使用松裝熔滲法，鎢纖維骨架增強法，納米鎢銅包覆粉體燒結法三種不同的制備技術來制備高銅型鎢銅復合材料。利用掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、X射線衍射儀等手段對所制樣品的組織性能進行檢測，得出如下結果：
　　 1．采用離散元分析方法，對松裝粉體建立數(shù)學模型，綜合分析單個粉體顆粒受到重力，接觸力與摩擦力，使用計算機模擬松裝粉體堆積的全過程，得出了粉體顆粒粒度越小松裝孔隙率越大的結論，并推導出粉體的松裝孔隙率ε與粉體

3、顆粒粒徑dp兩者之間的數(shù)學關系：ε=0.768+0.18exp（-dp/4.09）
　　 2．采用松裝熔滲法選用50nm，0.5μm,5μm三種粒度鎢粉制備出銅質量分數(shù)達70％～90％的高銅型鎢銅復合材料，其中5μm鎢粉制備樣品，硬度達到105HB，電導率達到70％IACS。
　　 3．采用鎢纖維骨架制備高銅型鎢銅復合材料，樣品顯微組織中纖維分布均勻，方向清晰；隨著鎢骨架孔隙率的增加，硬度，密度呈現(xiàn)下降趨勢，電導率上升，

4、其中骨架孔隙率65.50％的W-Cu50樣品在熔滲之后，鎢骨架保持緊密良好，樣品正面硬度與側面硬度均為118HB，電導率為57.8％ IACS。
　　 4．采用熱化學共還原法，即325～3750C與550～800℃兩階段氫氣還原鎢酸銅粉體，制備出包覆均勻且粒度小于100nm的納米鎢包覆銅復合粉體，包覆層厚度約10nm。
　　 5．在950℃～1100℃低溫燒結納米鎢銅復合粉體，所制的高銅型鎢銅復合材料達到99.78％的相