W-20％Cu-C復(fù)合材料制備工藝與性能研究.pdf

1、W-Cu復(fù)合材料不但具有W的高硬度、耐高溫、低的熱膨脹系數(shù)等特點,而且具有Cu的高導(dǎo)電導(dǎo)熱性,被廣泛應(yīng)用于電子領(lǐng)域及軍工領(lǐng)域。為了充分發(fā)揮W-Cu的優(yōu)良性能,適應(yīng)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展,改善在觸頭材料及封裝材料應(yīng)用領(lǐng)域條件,使其具有更高使用性能,比如更高導(dǎo)電導(dǎo)熱性、更低的熱膨脹系數(shù),這必然推動新型W-Cu復(fù)合材料研究,主要研究方向是在W-Cu復(fù)合材料中添加增強相。
　　本文采用機械合金化技術(shù)制備W-20％Cu/C復(fù)合粉末,分析球磨時間和

2、碳納米管對W-Cu復(fù)合粉末組織形貌、成分、粒度影響規(guī)律,為獲得高致密度W-20%Cu復(fù)合材料研究提供有利條件。采用冷壓和真空燒結(jié)成型工藝制備W-20%Cu/C復(fù)合材料,測試燒結(jié)體密度、硬度、熱導(dǎo)率、電導(dǎo)率和熱膨脹系數(shù),分析球磨時間和碳納米管對其性能影響機制,為新型W-Cu復(fù)合材料研究提供理論依據(jù)。對W-20%Cu/C燒結(jié)體進行熱處理,分析退火工藝對W-20%Cu/C復(fù)合材料密度、硬度、熱導(dǎo)率、電導(dǎo)率和熱膨脹系數(shù)作用機理,為進一步提高W-

3、20%Cu/C復(fù)合材料綜合性能提供參考。
　　研究結(jié)果表明:隨著球磨時間的延長和碳納米管添加量的增加,W-20%Cu復(fù)合粉末中W衍射峰減弱,促使W-Cu形成假合金,粉體的組織形貌趨于穩(wěn)定,粒度逐漸減小,但復(fù)合粉末中的雜質(zhì)含量會隨著球磨時間的延長而增加。W-20%Cu燒結(jié)體的密度、硬度、熱導(dǎo)率、電導(dǎo)率和熱穩(wěn)定性都隨著球磨時間的延長和碳納米管添加量增加逐漸提高,主要原因是球磨時間的延長和碳納米管含量的增加都會細化粉體粒度,提高粉末燒結(jié)

4、活性,并且碳納米管本身具有高導(dǎo)電導(dǎo)熱性和極低熱膨脹系數(shù),但當碳納米管添加量大于3%時,W-20%Cu復(fù)合材料性能提高速度放緩,主要原因是碳納米管易纏繞,影響了碳納米管的強化作用。經(jīng)退火后,W-20%Cu/C燒結(jié)體內(nèi)殘留孔隙有所減少,W-20%Cu/C復(fù)合材料致密度有所提高,其硬度、熱導(dǎo)率、電導(dǎo)率和熱穩(wěn)定性也得到了相應(yīng)的提高,球磨20h的W-20%Cu復(fù)合材料各項性能提高較明顯。綜合考慮,W-20%Cu-3%C復(fù)合材料各項性能較合適,燒結(jié)