Om forskning på wolfram kobber komposittmaterialer
Tungsten-kobber komposittmaterialer har høy elektrisk og termisk ledningsevne, lav ekspansjonskoeffisient, god høytemperaturstyrke og bueablasjonsmotstand, og har blitt mye brukt innen elektroteknikk, mekanisk prosessering, elektronisk informasjon og andre felt. Denne artikkelen introduserer den tradisjonelle prosessen og den nye forberedelsesteknologien til wolfram-kobber-komposittmaterialer, gjennomgår bruksområdene innen elektriske brytere, elektroder, mikroelektronikk og militærindustri, og prospekterer dens forberedelsesteknologi og applikasjonsutvikling.
Forord
Forskning og utvikling av wolfram-kobber komposittmaterialer kan spores tilbake til 1930-tallet. På grunn av sin gode spenningsmotstand og motstand mot elektrisk ablasjon, ble den mye brukt i industrielle sektorer som høyspente elektriske brytere. På 1960-tallet fant wolfram-kobber komposittmaterialer gradvis bruk i felt som motstandssveiseelektroder og høytemperaturbestandige komponenter i luftfarten. Siden den gang, med den gradvise forbedringen av forberedelsesteknologien og den kontinuerlige utvidelsen av bruksområder, har utviklingen og anvendelsen av wolfram-kobber komposittmaterialer gradvis modnet. På 1990-tallet, som elektronisk emballasje og varmeavledermaterialer, begynte de å bli brukt i storskala integrerte kretsløp og høyeffektapplikasjoner. Elektroniske enheter og andre felt har fått bred oppmerksomhet. Inn i det 21. århundre har wolfram-kobber-komposittmaterialer blitt brukt i militære og høyteknologiske felt som pansergjennomtrengende ammunisjonsdekselmaterialer, missildysematerialer og målmaterialer [1].
Tungsten-kobber komposittmaterialer er sammensatt av wolfram med høyt smeltepunkt, høy tetthet og lav ekspansjonskoeffisient og kobber med høy elektrisk og termisk ledningsevne. Den har de overlegne egenskapene til begge og er mye brukt i industrielle sektorer som elektronikk, elektriske apparater, maskiner og romfart [2 ~ 4], har brede bruksmuligheter i mange høyteknologiske felt. Imidlertid er det et stort gap mellom smeltepunktene til wolfram og kobber, og de er uforenlige med hverandre. Tettheten av wolfram-kobber komposittmaterialer fremstilt ved pulvermetallurgi er ikke høy, noe som vanligvis resulterer i utilstrekkelig elektrisk ledningsevne, termisk ledningsevne og mekaniske egenskaper til materialet. For å kontinuerlig møte de nye kravene som stilles av industriell utvikling, har forberedelsesteknologien og applikasjonsutviklingen av wolfram-kobber komposittmaterialer opplevd en rekke komplekse utviklingsprosesser.
1. Forberedelsesteknologi av wolfram-kobber komposittmaterialer
1.1 Infiltrasjonsmetode
Infiltrasjonsmetoden er å presse wolframpulver eller en blanding av wolframpulver og en liten mengde kobberpulver inn i et emne, og forberede et porøst wolframskjelett gjennom forsintring ved en viss temperatur, og deretter smelte det metalliske kobberet og bruke kapillærkraft for å få det til å flyte langs hullene mellom wolframpartikler. Skjelettet fylles gradvis for å oppnå et wolfram-kobber komposittmateriale [5]. Siden poreforbindelsen og størrelseskonsistensen til wolframskjelettet er vanskelig å kontrollere, er det vanskelig å sikre jevn fordeling av kobberfasen etter infiltrasjon, og den kobberrike huden etter infiltrasjon må behandles senere, noe som ikke bidrar til produksjon av deler med komplekse former [ 6-8]. Imidlertid, som en av de mye brukte tradisjonelle metodene for fremstilling av wolfram-kobber komposittmaterialer, har materialene fremstilt ved løsningsinfiltrasjonsmetoden fordelene med høy tetthet, god sintringsytelse og ideell elektrisk og termisk ledningsevne.
1. 2 Høytemperatur væskefase sintringsmetode
Høytemperatur-væskefasesintringsmetoden blander og former en viss andel wolframpulver og kobberpulver, og sinterer dem ved en temperatur over smeltepunktet til kobber for å oppnå et wolfram-kobber-komposittmateriale. På grunn av den dårlige overflatefuktbarheten til flytende kobber og wolfram, er sintringsfortettingsprosessen for wolfram-kobber-komposittmaterialer fremstilt ved hjelp av denne prosessen hovedsakelig partikkelomorganisering, som påvirker sintringstettheten til det endelige materialet. Som en av de tradisjonelle fremstillingsmetodene for wolfram-kobber-komposittmaterialer, har imidlertid høytemperatur-væskefasesintringsmetoden fordelene med enkel produksjonsprosess, enkel betjening og kontroll [9, 10].
1. 3 Aktivert væskefase sintringsmetode
Den aktiverte væskefasesintringsmetoden refererer til å tilsette spormengder av Pd, Ni, Co, Fe og andre aktiveringselementer under høytemperatur væskefasesintringsprosessen for å fremstille wolfram-kobber-komposittmaterialer for å forbedre sintringseffekten og oppnå wolfram-kobber-kompositt materialer. Siden tillegg av aktiveringselementer vil påvirke den elektriske og termiske ledningsevnen til materialet i varierende grad, er det ikke gunstig for dets anvendelse i termisk, elektrisk styring og andre materialer.
