新穎濕化學方法制備超細鎢基復合粉末及其性能研究.pdf

1、鎢基合金材料是以金屬鎢為基體,添加熔點較低的金屬鎳、鐵(鎢基高比重合金)或者銅(鎢銅合金材料)等元素制備的復合材料。鎢基合金材料具有許多優(yōu)良的特點,如高的密度、較高的導電、導熱系數、優(yōu)良的耐高溫性能以及對X射線和γ射線高吸收性等,因而被廣泛應用于電觸頭材料、熱沉材料、雷達防護罩、高能穿甲彈等領域。
　　 鎢基合金材料的性能與其致密度和微觀組織均勻性相關。由于W與Cu的熔點相差極大,且兩相互不相溶,采用傳統粉末冶金液相燒結難以獲得

2、完全致密的W-Cu復合材料。而W-Ni-Fe合金燒結時生成的液相雖對金屬W有很好的溶解度和潤濕性,但液相燒結時晶粒容易長大,降低了燒結體的性能。采用超細乃至納米粒徑的W—Cu和W-Ni-Fe原料粉末可以提高合金體系的燒結活性,在較低溫度下獲得高致密且微觀組織結構均勻的W基合金材料。因此,近些年來超細W基粉末的合成制備成為研究的熱點。
　　 共沉淀-還原法具有原料成本低、設備和工藝簡單等優(yōu)點。本論文第二章,采用共沉淀法獲得不同鎢銅

3、元素比的沉淀前驅物粉體,經過煅燒和氫氣還原,最終得到了不同鎢、銅元素質量比的超細復合粉末。甘氨酸-硝酸鹽燃燒法是合成超細陶瓷粉體的常用方法之一。該方法制備的粉末純度高、粒徑小、組分均勻,被廣泛應用于多種納米復合粉體的合成與制備,但迄今尚未見使用此方法制備W基超細粉末的報道。本論文的第四至第六章分別采用甘氨酸-硝酸鹽燃燒-還原法,制備了超細W-Cu和W-Ni-Fe復合粉末,并獲得了接近全致密的W-Cu燒結體。同時研究了WO3-CuO復合氧

4、化物粉的還原活化能。
　　 本文的主要研究成果如下:
　　 1.通過沉淀-共還原法可以制得平均粒度約為200nm的W—Cu粉末?；旌先芤褐械牟煌u銅元素質量比影響煅燒產物的物相,當W與Cu的質量比為76比24時,煅燒產物只有CuWO4物相存在。還原溫度、氫氣流速度對煅燒產物的還原過程以及W-Cu還原粉末晶粒尺寸大小有很大的影響。
　　 2.采用甘氨酸-硝酸鹽燃燒-還原法制備的W-20Cu復合粉末,平均顆粒尺寸為2

5、00nm。熱重分析的結果表明,還原開始階段和終了階段的還原活化能分別為41.66kJ／mol和106.43kJ／mol。數學模擬分析說明還原開始階段和終了階段分別受氣體擴散-界面化學反應機制和界面化學反應機制控制。
　　 3.甘氨酸-硝酸鹽燃燒-還原法制備的W-20Cu超細粉末,具有良好的燒結活性,粉末經過壓制成形,H2氣氛下1200℃燒結2h后,其相對密度達到98.51％,燒結體的電導率和維氏硬度分別為40.13％IACS和2