熱壓制備W-Cu功能梯度材料的性能研究.pdf

1、W/Cu功能梯度材料將W、Cu不同優(yōu)良性能融于一體，減小了W、Cu之間因熱膨脹系數(shù)相差較大產(chǎn)生的熱應(yīng)力，也解決了因熔點相差較大而存在的連接問題，使W、Cu充分發(fā)揮各自的本征物理特性，結(jié)合二者優(yōu)點，彌補各自缺點，從而使材料的綜合性能得以提高。正因為W/Cu功能梯度材料的眾多優(yōu)點，使得其在不同領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
　　本文采用簡化W粉預(yù)處理工藝，改善了W、Cu界面潤濕性;采用化學(xué)鍍工藝，在W顆粒表面鍍上一層均勻、完整、致密Cu，提高了W

2、、Cu界面結(jié)合強度，使W粉分布更加均勻。利用場發(fā)射掃描電鏡，X射線衍射儀研究了W粉裝載量、還原劑濃度、鍍液溫度對W粉末顆粒表面Cu鍍層的影響。發(fā)現(xiàn)鍍銅最佳工藝為:W粉裝載量為10g/L，還原劑甲醛HCHO濃度為20ml/L，鍍液溫度為60℃。
　　采用化學(xué)鍍銅法制備的W/Cu復(fù)合粉末在1050℃、1065℃、1080℃、1095℃燒結(jié)溫度下熱壓制備的W-20Cu/W-40Cu/W-60Cu的三層W/Cu功能梯度材料。借助XRD、S

3、EM、EDX等分析手段研究了不同燒結(jié)工藝對材料組織性能的影響，結(jié)果表明在1065℃下制備的樣品具有較好的綜合性能，并形成了完整均勻理想的Cu網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，原始梯度結(jié)構(gòu)保存完好，其致密度可達(dá)96.1％，熱導(dǎo)率在測試溫度為室溫下達(dá)到204 W·m-1·K-1，測試溫度為800℃時為150 W·m-1·K-1，電導(dǎo)率高達(dá)71.34％IACS。1065℃熱壓燒結(jié)的試樣升溫到800℃淬火急冷，掃描電子顯微鏡下未發(fā)現(xiàn)開裂現(xiàn)象，反映了優(yōu)異的抗熱震性。

4、r>　　針對W/Cu功能梯度材料在未來廣泛用于面向等離子體材料，本實驗參照三層W/Cu功能梯度材料的最佳制備工藝，還設(shè)計制備了五層W/Cu功能梯度材料試樣，富鎢層面增添純鎢層，各層成分配比為W/W-20Cu/W-40Cu/W-60Cu/W-80Cu，研究了其各類物理性能。結(jié)果表明由于純W層發(fā)現(xiàn)孔隙缺陷，界面結(jié)合強度低。其致密度較低為93.6％，熱導(dǎo)率室溫下僅為125 W·m-1·K-1，測試溫度為800℃時為87W·m-1·K-1，電導(dǎo)