W-20％Cu-C復(fù)合材料制備工藝與性能研究.pdf

1、W-Cu復(fù)合材料不但具有W的高硬度、耐高溫、低的熱膨脹系數(shù)等特點(diǎn),而且具有Cu的高導(dǎo)電導(dǎo)熱性,被廣泛應(yīng)用于電子領(lǐng)域及軍工領(lǐng)域。為了充分發(fā)揮W-Cu的優(yōu)良性能,適應(yīng)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展,改善在觸頭材料及封裝材料應(yīng)用領(lǐng)域條件,使其具有更高使用性能,比如更高導(dǎo)電導(dǎo)熱性、更低的熱膨脹系數(shù),這必然推動(dòng)新型W-Cu復(fù)合材料研究,主要研究方向是在W-Cu復(fù)合材料中添加增強(qiáng)相。
　　本文采用機(jī)械合金化技術(shù)制備W-20％Cu/C復(fù)合粉末,分析球磨時(shí)間和

2、碳納米管對(duì)W-Cu復(fù)合粉末組織形貌、成分、粒度影響規(guī)律,為獲得高致密度W-20%Cu復(fù)合材料研究提供有利條件。采用冷壓和真空燒結(jié)成型工藝制備W-20%Cu/C復(fù)合材料,測(cè)試燒結(jié)體密度、硬度、熱導(dǎo)率、電導(dǎo)率和熱膨脹系數(shù),分析球磨時(shí)間和碳納米管對(duì)其性能影響機(jī)制,為新型W-Cu復(fù)合材料研究提供理論依據(jù)。對(duì)W-20%Cu/C燒結(jié)體進(jìn)行熱處理,分析退火工藝對(duì)W-20%Cu/C復(fù)合材料密度、硬度、熱導(dǎo)率、電導(dǎo)率和熱膨脹系數(shù)作用機(jī)理,為進(jìn)一步提高W-

3、20%Cu/C復(fù)合材料綜合性能提供參考。
　　研究結(jié)果表明:隨著球磨時(shí)間的延長(zhǎng)和碳納米管添加量的增加,W-20%Cu復(fù)合粉末中W衍射峰減弱,促使W-Cu形成假合金,粉體的組織形貌趨于穩(wěn)定,粒度逐漸減小,但復(fù)合粉末中的雜質(zhì)含量會(huì)隨著球磨時(shí)間的延長(zhǎng)而增加。W-20%Cu燒結(jié)體的密度、硬度、熱導(dǎo)率、電導(dǎo)率和熱穩(wěn)定性都隨著球磨時(shí)間的延長(zhǎng)和碳納米管添加量增加逐漸提高,主要原因是球磨時(shí)間的延長(zhǎng)和碳納米管含量的增加都會(huì)細(xì)化粉體粒度,提高粉末燒結(jié)

4、活性,并且碳納米管本身具有高導(dǎo)電導(dǎo)熱性和極低熱膨脹系數(shù),但當(dāng)碳納米管添加量大于3%時(shí),W-20%Cu復(fù)合材料性能提高速度放緩,主要原因是碳納米管易纏繞,影響了碳納米管的強(qiáng)化作用。經(jīng)退火后,W-20%Cu/C燒結(jié)體內(nèi)殘留孔隙有所減少,W-20%Cu/C復(fù)合材料致密度有所提高,其硬度、熱導(dǎo)率、電導(dǎo)率和熱穩(wěn)定性也得到了相應(yīng)的提高,球磨20h的W-20%Cu復(fù)合材料各項(xiàng)性能提高較明顯。綜合考慮,W-20%Cu-3%C復(fù)合材料各項(xiàng)性能較合適,燒結(jié)