鉬銅材料的開發(fā)和應用最新文件

1、鉬銅材料的開發(fā)和應用呂大銘(鋼鐵研究總院北京100081)摘要:本文介紹和討論了鉬銅材料的發(fā)展簡況基本性能制取方法和應用。關鍵詞:鉬銅材料性能制取應用THEEXPLOITATIONAPPLICATIONOFMo2CuCOMPOSITESLUDaming(CentralIronSteelResearchInstituteBeijing100081China)Abstract:Thebriefsituationbasicproperties

2、makingprocessapplicationofMo2Cucompositesareinterduceddiscussedinthispaper.Keywds:Mo2Cucompositepropertiesprocessapplication1國內外發(fā)展簡況本世紀60年代原蘇聯學者曾對鉬銅材料作為一定膨脹系數的定膨脹合金進行過研究[1]研究合金中銅含量對材料膨脹系數的影響。70年代國內曾對鉬銅材料作為高導熱定膨脹的半導體功率管的基

3、片進行過研制[2、3]它的導熱系數高于純鉬和純鋁而膨脹系數又低于無氧銅其膨脹系數與陶瓷、硅等材料匹配性好。80年代通過在鉬銅中加入少量的鎳或其它元素用作與陶瓷封接的無磁封接金屬材料和弦振式壓力傳感器中起溫度補償作用的無磁定膨脹材料[3]。但是由于當時各方面條件的限制這些工作沒有得到很好的推廣應用對象比較單一狹窄用量很小。80年代后期國外將鉬銅材料作為真空開關管及開關電器中的電觸頭進行生產和應用同時開發(fā)作為大規(guī)模集成電路等微電子器件中的熱

4、沉①材料。表1給出了德國和奧地利有關公司生產的電觸頭用鉬銅材料的牌號和主要性能[4、5]。表2列出了作為熱沉材料的鉬銅合金的組成及其相關的熱性能[6]。90年代后國內通過技術引進也生產采用鉬銅觸頭的真空開關管以及研究熱沉材料用的鉬銅合金[7]。表1德國及奧地利有關公司生產的鉬銅材料牌號及性能國別及公司牌號成分MoCu電導率硬度HV氣體含量德國DoDuCo公司MoCu25V75251818075MoCu40V60402614075奧地利p

5、lansee公司MoCu30VS70302717020MoCu40VS60403016020MoCu50VS50503215020MoCu30703026HB140V及VS均為真空用的標志即Vacuum(V)及VacuumSwitch(VS)表2用作熱沉材料的鉬銅合金的組成及性能材料成分MoCu密度熱膨脹系數質量熱容Mo17Cu831710.006.5165Mo17Cu831710.017.0180Mo22Cu78229.907.217

6、5Mo28Cu72289.907.71852鉬銅材料的特性一種材料的特性是決定該材料在什么領域可能得到應用的重要依據因此在討論鉬銅材料的開發(fā)與應用時必須認識和了解鉬銅材料的特性。鉬銅材料和鎢銅材料一樣在組織上是由兩種互不相溶的金屬相所組成的假合雜形狀的部件。2.7鎢銅和鉬銅的比較鎢熔點比鉬高密度比鉬大因此鎢銅更適合于更高溫度下使用也可作為高密度材料應用。而鉬由于密度相對較低因此使用鉬銅可以減輕部件重量這對于航天及儀表等要求盡量輕量化時有

7、利。3鉬銅材料的制取鉬銅材料的制取基本上與鎢銅材料相似主要通過兩種途徑:滲銅法和混合物燒結法。3.1滲銅法它是將鉬粉直接壓制成形在高溫氬氣中燒結成多孔鉬坯然后將燒結好的多孔鉬坯在真空或惰性氣體下滲入融熔的銅。為了得到所需銅含量的鉬銅材料需要控制燒結鉬坯的孔隙度使這些孔隙滲入銅后達到所要求的銅含量。此法很容易制得含銅≤30%(質量分數)的鉬銅材料對于≥30%(質量分數)含銅的鉬銅材料則可采用混合部分銅粉的鉬銅混合粉進行壓制、燒結然后滲銅的

8、方法。3.2混合粉燒結法它是按所需成分的鉬銅材料混合鉬粉和銅粉然后壓制成形燒結直接制成產品。也可用氧化鉬和氧化銅的混合粉共還原得到鉬銅混合粉進行壓制燒結而且后者可以得到組織更為致密更為均勻的產品。高銅含量的鉬銅材料更適合用混合粉燒結因為它工藝簡單而同樣可得到高致密的產品必要時還可進一步采用復壓來提高密度。低銅含量的鉬銅材料直接混粉燒結時則需首先將鉬銅混合粉制成超細粉或進行機械活化從而提高其燒結活性保證燒結產品的致密。4鉬銅材料的應用根據

9、前述鉬銅材料的特性并國內外發(fā)展情況鉬銅材料已在以下幾個方面獲得應用。4.1真空開關電觸頭目前國外已將鉬銅材料與鎢銅材料同時列為電觸頭材料。國內鎢銅真空觸頭正在大面積推廣但也有個別已選用鉬銅材料。因此可以根據真空開關的不同性能要求在不同的情況下分別采用鎢銅材料和鉬銅材料以達到材料最佳的使用效果。4.2電真空器散熱元件大功率的集成電路和微波器件要求高電導熱導材料作為導電散熱元件同時又要兼顧真空性能、耐熱性能及熱膨脹系數等。鎢銅和鉬銅材料由于

10、其各項特性符合這些要求因此是這方面應用的優(yōu)選材料。4.3儀器儀表元件材料由于鉬銅材料的許多物理特性、如無磁性、定熱膨脹系數、高彈性模量、高電導熱導性等使它適合作為一些特殊要求的儀器儀表元件而且鉬銅較鎢銅密度低、重量輕、塑性好、機加工方便更適合于作為儀表材料。4.4航天及武器用材鉬銅材料比鉬更耐燒蝕更具有塑性和可加工性因此可以用作使用溫度稍低的火箭、導彈的高溫部件也可代替鉬作為其它武器中的零部件如增程炮等。4.5其它鉬銅材料也可作為固體動