超細(xì)鎢銅和鉬銅復(fù)合粉體的制備及其燒結(jié)性能研究.pdf

1、W(Mo)-Cu復(fù)合材料獨特的性能使其在現(xiàn)代高新技術(shù)中被廣泛用作電接觸器、真空斷路器、熱沉材料等功能和結(jié)構(gòu)器件.為了充分發(fā)揮W(Mo)-Cu材料的性能優(yōu)勢常要求其具有較高的致密化程度,然而,由于W(Mo)、Cu互不相溶和大的接觸角,采用傳統(tǒng)熔滲燒結(jié)和液相燒結(jié)的方法難以制備高致密度的W(Mo)-Cu合金,尤其是當(dāng)W(Mo)組分含量較高時. W(Mo)-Cu合金液相燒結(jié)的致密化主要是通過W(Mo)顆粒的重排,因此,粉末粒度會強(qiáng)烈影響

2、重排過程,小顆粒的毛細(xì)管力較大,有利于重排的進(jìn)行.此外,原料W(Mo)-Cu粉末混合均勻程度也影響燒結(jié)致密化,彌散均勻分布的W(Mo)-Cu粉末更容易達(dá)到高的燒結(jié)密度.近些年來,采用超細(xì)納米粉體來制備高密度W(Mo)-Cu復(fù)合材料受到了重視.本文采用氣流粉碎-共還原法和凝膠-共還原法分別制備了超細(xì)或納米W-Cu和Mo-Cu復(fù)合粉末,并由此制備出具有超細(xì)晶粒的W(Mo)-Cu燒結(jié)體,探索了獲得高性能W(Mo)-Cu材料的新途徑.

3、WO<,3>和CuO原料粉末經(jīng)氣流粉碎并混合后,在H<,2>氣氛中于800℃下進(jìn)行共還原,制得了Cu含量為20﹪(wt.)的納米W-Cu復(fù)合粉末;通過X-ray衍射分析,透射電鏡和掃描電鏡觀察,以及激光粒度測定等對氣流粉碎前后的WO<,3>和CuO粉末以及還原后所得W-Cu復(fù)合粉末的組成及性能進(jìn)行了表征.所制備W-Cu粉末在剛模中壓制成形,同時對由此所制備的W-Cu復(fù)合材料的燒結(jié)行為和燒結(jié)體性能進(jìn)行了測試分析.實驗結(jié)果表明:氣流粉碎可以

4、明顯地降低WO<,3>和CuO的粒度;通過對氣流粉碎氧化物粉末進(jìn)行共還原,可以獲得平均粒度為50-100nm的W-Cu復(fù)合粉末.該粉末燒結(jié)活性較高,其成形壓坯在1200℃下于H<,2>氣氛中燒結(jié)后相對密度可達(dá)98﹪以上,且燒結(jié)體晶粒細(xì)小均勻,并具有良好的物理機(jī)械性能,其抗彎強(qiáng)度和維氏硬度分別超過1000 MPa和300MPa,電導(dǎo)率達(dá)35.76﹪IACS. 以(NH<,4>)<,6>Mo<,7>O<,24>·4H<,2>O和Cu

5、O為前驅(qū)體,丙烯酰胺單體(AM)和N,N-亞甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑,采用凝膠工藝制得干凝膠,經(jīng)600℃煅燒、700℃還原后,獲得Cu含量為20 wt﹪的Mo-Cu復(fù)合粉末.該Mo-Cu粉末模壓成形后,在H<,2>中于1050℃-1150℃燒結(jié),制得了Mo-Cu復(fù)合材料.通過X-ray衍射分析,透射電鏡等對干凝膠煅燒后產(chǎn)物及其還原后粉體的相組成和形貌、粒度等進(jìn)行了表征;通過掃描電鏡觀測了不同溫度燒結(jié)所得Mo-Cu復(fù)合材料燒結(jié)體的顯微結(jié)構(gòu),