高W含量細(xì)晶W-Cu材料及其三層梯度復(fù)合的制備工藝研究.pdf

1、W-Cu復(fù)合材料結(jié)合了W高熔點(diǎn)、低膨脹系數(shù)和Cu高熱導(dǎo)、高電導(dǎo)的特性，被廣泛應(yīng)用于核反應(yīng)堆材料、大規(guī)模集成電路封裝材料等。研究表明，通過提高W-Cu復(fù)合粉末成分均勻性并細(xì)化粉末粒度可顯著促進(jìn)材料燒結(jié)致密化。本研究結(jié)合課題組前期工作（溶膠噴霧干燥-煅燒還原工藝制備細(xì)晶W-Cu復(fù)合粉末，以下簡(jiǎn)稱“溶膠-噴霧法”），進(jìn)而對(duì)高W含量W-Cu復(fù)合粉末進(jìn)行高能球磨活化（以下簡(jiǎn)稱“溶膠-球磨法”），制備出可以在較低溫度下一步燒結(jié)近全致密的W-Cu復(fù)合

2、材料。隨后，通過對(duì)成分搭配和粉末制備工藝的控制，采用分層鋪粉壓制、低溫一步燒結(jié)制備出組織分布均勻的三層梯度W-Cu復(fù)合材料。實(shí)驗(yàn)主要結(jié)論如下:
　　(1)溶膠-球磨W-Cu復(fù)合粉末微觀形貌為片層狀結(jié)構(gòu)，壓制性能較未球磨W-Cu粉末有所提高。球磨20h后W-10Cu、W-20Cu(wt.％下同)粉末的平均粒度分別為1.03μm和1.15μm，較傳統(tǒng)工藝球磨時(shí)間明顯縮短。
　　(2)溶膠-噴霧W-30Cu復(fù)合粉末在1380℃燒結(jié)

3、30～120min時(shí)，晶粒長(zhǎng)大符合溶解-析出機(jī)制。W-Cu復(fù)合粉末燒結(jié)晶粒長(zhǎng)大速度受燒結(jié)時(shí)間影響顯著，但對(duì)W含量變化并不敏感。
　　(3)在1380℃一步燒結(jié)120min后，W-30Cu材料接近全致密。經(jīng)過20h高能球磨的W-10Cu、W-20Cu粉末，可在W-30Cu致密化溫度下一步燒結(jié)致密化，且材料組織均勻、晶粒細(xì)小。
　　(4)對(duì)高W含量的W-10/20Cu粉末球磨20h，W-30Cu不球磨，采用三層鋪粉壓制，1380