納米鎢銅復(fù)合材料制備工藝研究.pdf

1、高導(dǎo)電導(dǎo)熱性銅與高溫強(qiáng)度、強(qiáng)抗電弧燒蝕鎢的良好結(jié)合使鎢銅復(fù)合材料具有一系列優(yōu)異性能，廣泛應(yīng)用于電接觸材料，電子封裝和熱沉材料。鎢與銅的互不相溶性決定了鎢銅復(fù)合材料制備的特殊性。由于納米顆粒具有特殊性能和很大的活性，納米鎢銅復(fù)合材料的制備尤為特殊。 本文采用制粉—混粉—壓制—燒結(jié)的工藝路線來制備納米鎢銅復(fù)合材料。采用等離子體法制備納米銅粉。研究了氣氛、電流強(qiáng)度、軸流風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速等對(duì)納米銅粉產(chǎn)率及粒徑的影響。本試驗(yàn)采用模壓燒結(jié)法制備納米

2、鎢銅復(fù)合材料，研究了粉末性質(zhì)、燒結(jié)氣氛、燒結(jié)溫度、燒結(jié)時(shí)間、潤(rùn)滑劑、升溫速度和壓力等因素對(duì)燒結(jié)體性能的影響。 通過對(duì)納米銅粉制備工藝的研究，本文發(fā)現(xiàn)：分別在氫氣-氬氣氣氛和氮?dú)?氬氣氣氛下制備銅粉，在氮?dú)?氬氣氣氛下的產(chǎn)率要高的多，而且比氫氣-氬氣氣氛要安全。制備出來的納米銅顆粒的粒徑在100納米左右，外表基本成球形。提高電流強(qiáng)度將增加蒸發(fā)速率，從而提高制粉產(chǎn)率，但顆粒的粒徑也隨之長(zhǎng)大。在其它實(shí)驗(yàn)條件不變的情況下，隨著N2氣氛比

3、例由10％增加到15％，納米銅粉的產(chǎn)率提了30％左右；隨著氮?dú)庠跉夥罩械南鄬?duì)含量的增加，銅納米粉的粒徑分布開始變寬，其平均粒徑也變大。隨風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增加，銅納米粉的產(chǎn)率增加，粒徑分布變窄，平均粒徑變小，但這是在一定范圍內(nèi)的，當(dāng)風(fēng)速超過2400r/min，隨風(fēng)速的增大，產(chǎn)率反而減小。本文最終確定了制備納米銅粉的最佳工藝條件：(1)電弧電流為(380±5)A；(2)制粉室的氣氛比例為N2占(15±2)％；(3)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2400-2500r/

4、min。 通過對(duì)納米鎢銅復(fù)合材料成形工藝的研究，本文發(fā)現(xiàn)：粉末本身的性質(zhì)對(duì)燒結(jié)體的性能有著極大的影響，粉末顆粒越細(xì)小、外形越規(guī)整、塑性越好，越有利得到致密度高的燒結(jié)產(chǎn)品。燒結(jié)溫度在900℃時(shí)，試樣得到初步的致密，而在1000℃以上，試樣的致密度則有較大的提高；燒結(jié)體的致密度隨燒結(jié)溫度的提高而提高，但當(dāng)燒結(jié)溫度高于1350℃時(shí)，燒結(jié)體的致密度受溫度影響的程度變得很小。升溫速度對(duì)燒結(jié)體性能的影響非常顯著，本試驗(yàn)中升溫速度應(yīng)保持在3-