鎢銅薄板合金的制備及其性能研究.pdf

1、針對鎢銅合金塑性低、變形加工較困難，傳統(tǒng)粉末冶金方法制備的鎢銅合金板材厚、密度低、熱學(xué)性能差，不能滿足電子封裝材料性能要求的現(xiàn)狀。本文探索采用商用鎢銅合金，經(jīng)過多道次熱軋技術(shù)制成銅含量分別為20％、30％（wt.％）的W-20Cu、W-30Cu的鎢銅合金薄板。研究中通過顯微組織、掃描電鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)及織構(gòu)演變、透射電鏡(TEM)等對比分析了不同溫度、不同變形量W-Cu合金薄板的組織演變，物相組成，力學(xué)性能及導(dǎo)電、導(dǎo)熱

2、性能等，并總結(jié)軋制溫度、軋制道次等參數(shù)對W-Cu合金薄板性能的影響，得出制備該類薄板合金的軋制工藝。結(jié)果表明:
　　1.采用多道次熱軋工藝可以制備出電子封裝用W-Cu合金薄板，最佳軋制道次為5。其中，800℃下軋制所得的W80Cu20合金板材性能取得最佳值，板坯的變形量最高達90％，厚度為0.5mm;700℃下軋制所得的W70Cu30合金板材性能取得最佳值，最高變形量為96％，厚度達0.2mm。
　　2.采用多道次熱軋工藝可

3、制備出性能優(yōu)異且表面光潔的W80Cu20、W70Cu30合金薄板。其相對密度分別高達99.87％和99.92％，均接近于全致密;導(dǎo)電率分別為46.5％IACS、55.8％IACS，W80Cu20合金薄板的橫、縱向顯微硬度分別為463HV和365HV，熱導(dǎo)率達168W·(m·K)、熱膨脹系數(shù)為4.36×10-6℃-1;W70Cu30合金薄板的橫、縱向顯微硬度分別為366HV和376.7HV，熱導(dǎo)率達210.1W·(m·K)、熱膨脹系數(shù)為6

4、.07×10-6℃-1。
　　3.多道次熱軋工藝可提高板材組織致密化程度，可有效地消除Cu相富集區(qū)以及孔洞等缺陷，使Cu相在合金內(nèi)部形成致密的網(wǎng)絡(luò)狀組織結(jié)構(gòu)。在軋制溫度相同時，兩種成分鎢銅合金板材的相對密度、導(dǎo)電率隨著軋制變形量的升高基本呈增大趨勢，橫、縱向顯微硬度在最佳軋制溫度均呈增大趨勢。
　　4.軋制前后，W80Cu20、W70Cu30合金板材均由體心立方W相和面心立方Cu相兩相組成。軋制前，兩種合金板材橫、縱向斷口斷

5、裂方式組成包括粘結(jié)相Cu相的韌性斷裂、鎢顆粒的穿晶斷裂、W-W界面斷裂三種。軋制后，對于W80Cu20合金板材，其斷裂方式組成與軋制前基本一致，不同的是，在最佳軋制溫度800℃時，板材的斷裂方式主要以Cu相的韌性斷裂為主，板材塑性增強;W70Cu30合金板材的斷裂方式僅由粘結(jié)相銅的韌性斷裂和鎢顆粒的穿晶斷裂組成。
　　5.熱軋前，W-Cu合金板坯織構(gòu)強度很弱，取向不明顯，認為沒有織構(gòu)出現(xiàn);合金板材軋制變形后，織構(gòu)強度增加，表現(xiàn)出明