水熱法制備La2O3摻雜W-70Cu復(fù)合粉末及其燒結(jié)致密化工藝研究.pdf

1、鎢銅復(fù)合材料集合了鎢銅兩組分的優(yōu)異性能：鎢組分的低熱膨脹系數(shù)、高熔點(diǎn)和高強(qiáng)度特點(diǎn)以及銅組分的高導(dǎo)熱和導(dǎo)電性。這些特點(diǎn)使得W-Cu復(fù)合材料可以用來制作熱沉積材料、超高壓電接觸材料和彈頭材料等產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于航空領(lǐng)域、電器儀表工業(yè)和軍事工業(yè)。但是由于鎢、銅元素在密度和熔點(diǎn)上有著極大差別，同時(shí)二者相溶性非常差，傳統(tǒng)粉末冶金制備的產(chǎn)品易出現(xiàn)鎢銅分布不均、致密度差、晶粒粗大等缺點(diǎn)，物理和力學(xué)性能有待提高。元素分布均勻、顆粒摻雜增強(qiáng)的納米粉體及其燒

2、結(jié)致密化技術(shù)成為制備高性能鎢銅合金的關(guān)鍵。
　　基于此，本文以 Na2WO4?2H2O、Cu(NO3)2?3H2O和 La(NO3)3?nH2O等為原料，采用水熱共沉淀-煅燒工藝成功制備出 La2O3摻雜 W-70C u前驅(qū)體粉末，借助 SEM、HRTEM、DTA/TG及 XRD等手段對(duì)復(fù)合粉體的物相、形貌和微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，制備的La2O3摻雜鎢銅水熱產(chǎn)物的最佳水熱溫度為180℃，最佳水熱反應(yīng)時(shí)間為25 h，以及最佳

3、溶液 p H為5.5。隨著鑭摻雜量的增加，粉體越來越細(xì)小且不容易團(tuán)聚。隨著鑭含量的增加，煅燒粉體粒徑變得均勻；當(dāng)摻雜量為2.0wt％時(shí)，500℃下煅燒60min后得到的粉末分散性最好。煅燒后產(chǎn)物中出現(xiàn)新的物相鎢酸鑭 La2(WO4)3。單一制備 CuO的水熱反應(yīng)，隨著時(shí)間的增加粉體會(huì)出現(xiàn)團(tuán)聚。水熱溫度為180℃反應(yīng)16 h，前驅(qū)粉體粒徑最均勻且不易團(tuán)聚。
　　La2O3摻雜 W-Cu復(fù)合粉體的還原工藝研究表明，采用775℃×2h一

4、段還原工藝時(shí)，還原粉體顆粒不均勻，C u相易大尺寸聚集。采用兩段還原工藝時(shí)，第一段400℃還原30 min可得到單質(zhì)C u相；第二段775℃還原2 h可制備出顆粒細(xì)小、分布均勻的鎢銅復(fù)合粉末。含鑭元素相由煅燒態(tài)的La2(WO4)3轉(zhuǎn)變?yōu)長(zhǎng)a2O3，La2O3均勻分布在鎢銅顆粒的周圍，將鎢銅顆粒包覆、分隔，一定程度上抑制了形核長(zhǎng)大，從而細(xì)化了晶粒。相比于一段還原，兩段還原所得的W-Cu復(fù)合粉末粒度明顯細(xì)小，分布更加均勻，分散性更好。

5、>　　采用冷等靜壓制坯-氫氣燒結(jié)制備 La2O3摻雜 W-70Cu合金。結(jié)果表明，燒結(jié)溫度越高，銅晶粒越大；在1090℃時(shí)相對(duì)密度達(dá)到最大為97.24%，硬度最大為113HB，導(dǎo)電率最高為71.4%IACS。采用 SPS燒結(jié)工藝時(shí)，溫度越高，越易出現(xiàn)成分與組織的偏析，不利于合金性能提升。950℃燒結(jié)5min時(shí)工藝最優(yōu)，致密度可達(dá)97.86%，硬度最大為117HB，導(dǎo)電率最高為74.8%IACS。在兩種不同的燒結(jié)工藝中，La2O3摻雜在鎢