包覆粉流延法制備W80Cu20合金薄板及其性能研究.pdf

1、鎢銅合金具有高熔點(diǎn)、高密度、高硬度和高溫強(qiáng)度、低的熱膨脹系數(shù)、良好的抗電燒蝕性,良好的導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能,因而可被廣泛用作電子封裝基板、連接件、散熱片和微電子殼體用材等。但是,制備大面積、厚度低于1mm的該類應(yīng)用鎢銅合金板材時(shí),存在很大的難度,且板材的力學(xué)性能較低、均一性較差,為此,本文采用包覆粉流延法制備鎢銅合金薄板,以期解決上述問題,旨在使該類材料能夠發(fā)揮更加出色的性能特點(diǎn),而滿足多重應(yīng)用。
　　通過掃描電鏡(SEM)、X射線衍射

2、(XRD)分析和物理、力學(xué)性能測試等手段對(duì)經(jīng)包覆粉流延成型燒結(jié)得到的鎢銅合金薄板進(jìn)行系統(tǒng)研究,并分析流延過程中粉體原料、漿料、有機(jī)溶劑和輔助工序?qū)︽u銅合金薄板性能的影響,并且對(duì)制備的W-Cu合金薄板進(jìn)行電弧燒蝕試驗(yàn),分析其在高壓封裝電器中應(yīng)用時(shí)的耐燒蝕性能。得出以下結(jié)論:
　　1.包覆粉流延法制備的鎢銅合金薄板的顯微組織是銅相在合金內(nèi)部形成緊密的網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu),均勻的分布在鎢基體周圍,提高鎢銅合金薄板組織均勻性。有效解決鎢銅兩相混合均

3、勻性差、銅相偏聚的難題。同時(shí)流延成型法制備的鎢銅合金薄板,其尺寸和成分可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)計(jì),有效解決大面積薄板厚度不可控的難題,實(shí)現(xiàn)快速高效、方便經(jīng)濟(jì)、無切削或少切削和節(jié)約資源的目的。
　　2.包覆粉流延法可制備出性能優(yōu)異且表面光潔的W80Cu20合金薄板。其相對(duì)密度高達(dá)99.20％,接近于全致密;導(dǎo)電率為45.5%IACS,W80Cu20合金薄板的顯微硬度達(dá)到345HV,熱導(dǎo)率達(dá)210W·(m·K)、熱膨脹系數(shù)為5.96×10

4、-6℃-1。
　　3.以銅包鎢復(fù)合粉體為原料采用流延成型可制備 W80Cu20薄板。用銅含量為11wt%的、粒徑約4~10微米的包覆粉作為原料,添加有機(jī)溶劑制成流延漿料,常規(guī)流延成型后室溫干燥8h,對(duì)流延板坯在氬氣保護(hù)氣氛爐內(nèi),控制在500℃~600℃之間進(jìn)行排膠預(yù)燒結(jié),再對(duì)板坯在300~600MPa下進(jìn)行壓制,將壓制后的薄板在氮?dú)饣驓錃鈿夥諣t內(nèi),控制溫度在1300~1400℃,保溫1~1.5h進(jìn)行熔滲燒結(jié),最后經(jīng)打磨拋光之后即可