鎢銅復(fù)合材料的現(xiàn)狀與發(fā)展.pdf

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1、第25卷第3期Vol．25，No．32010年6月ChinaTungstenIndustryJun．2010文章編號：1009－0622(2010)03－0030-05鎢銅復(fù)合材料的現(xiàn)狀與發(fā)展徐凱（江西理工大學(xué)南昌校區(qū),江西南昌330013）摘要：高導(dǎo)電導(dǎo)熱性銅與高溫強度、強抗電弧燒蝕鎢的良好結(jié)合使鎢銅復(fù)合材料具有一系列優(yōu)異性能，廣泛應(yīng)用于電接觸材料、電子封裝和熱沉材料。簡要介紹了當(dāng)前鎢銅復(fù)合材料的應(yīng)用、制備技術(shù)和致密化方法，闡述了鎢銅復(fù)合材料的研究進展，指出了今后的應(yīng)用發(fā)展前景。關(guān)鍵詞：鎢銅復(fù)合材料；應(yīng)用；制備技術(shù)；致

2、密化方法中圖分類號：TG146；TF125.2文獻標(biāo)識碼：A鎢具有高的熔點、高的密度、低的熱膨脹系數(shù)和分配、信號傳遞、芯片密封、環(huán)境保護等。對封裝材料高的強度，銅具有很好的導(dǎo)熱、導(dǎo)電性，現(xiàn)已廣泛應(yīng)的性能要求主要包括良好的化學(xué)穩(wěn)定性、良好的導(dǎo)用于電力、電子、機械、冶金等行業(yè)。鎢銅復(fù)合材料自熱性能、與芯片材料相匹配的線膨脹系數(shù)、較好的機20世紀(jì)30年代問世以來,在很長一段時間內(nèi)主要用械強度、低廉的價格、便于自動化生產(chǎn)等。傳統(tǒng)基片做各類高壓電器開關(guān)的電觸頭。正是由于鎢銅復(fù)合材料如陶瓷或單一金屬材料已難以滿足信息技術(shù)發(fā)材料高的耐

3、壓強度和耐電燒蝕性能，使高壓電器開展對材料的要求。研究發(fā)展與半導(dǎo)體材料熱膨脹性關(guān)的耐壓等級和使用功率不斷提高,并成為高壓電能相匹配的低膨脹高導(dǎo)熱的封裝及基片材料，已成器開關(guān)中不可缺少的關(guān)鍵材料。到了20世紀(jì)60年為信息產(chǎn)業(yè)微電子器件發(fā)展急需解決的問題。代，鎢銅材料作為電阻焊和電加工的電極和航天技鎢銅金屬基復(fù)合材料具有低的膨脹系數(shù)及高的術(shù)中接觸高溫燃氣的高溫材料逐步得到應(yīng)用。但是導(dǎo)熱系數(shù)，并且膨脹系數(shù)及導(dǎo)熱系數(shù)可以調(diào)節(jié)控制，直到20世紀(jì)80年代，隨著鎢銅材料生產(chǎn)工藝的改即可通過組分分配比來改變其TC、CTE等參數(shù)，而進及質(zhì)

4、量的提高，鎢銅復(fù)合材料才得到比較廣泛和且可以凈尺寸成形?；谏鲜鰞?yōu)點，近年來，鎢銅復(fù)成熟的應(yīng)用。20世紀(jì)90年代，隨著大規(guī)模集成電路合材料在大規(guī)模集成電路和大功率微波器件中得到和大功率電子器件的發(fā)展，鎢銅材料作為升級換代了廣泛的應(yīng)用[4-5]。的產(chǎn)品開始大規(guī)模地用做電子封裝和熱沉材料。伴1.2高性能電極材料及觸頭材料隨著鎢銅材料每一次新應(yīng)用的開發(fā),對其質(zhì)量和性鎢銅材料一直作為電觸頭的首選材料。電極材能均提出了新的更高要求，同時也促進了鎢銅材料料是電火花加工中的關(guān)鍵材料，直接影響其加工穩(wěn)新的制備工藝的不斷發(fā)展[1-3]定性

5、、加工精度、加工面的光潔度、精細加工能力等。近年來，材料科學(xué)工作者對鎢銅復(fù)合材料的制幾乎每一個參數(shù)。備工藝以及新應(yīng)用等進行了大量的探索研究工作，由于Cu的沸點（2593℃）遠遠低于W的熔點以使其適應(yīng)各種新技術(shù)的要求。本文將重點對此予（3387℃），且蒸發(fā)熱（4770J/g）較高，在電弧的高溫以介紹。作用下，它將通過蒸發(fā)帶走大量的熱量，使W骨架冷卻，從而降低電子發(fā)射程度，使觸頭具有良好的開1鎢銅復(fù)合材料的應(yīng)用斷性能。因此，W-Cu復(fù)合材料具有良好的抗腐蝕、1.1電子封裝材料抗熔焊和耐電壓特性。適用于電觸頭，特別是高壓及封裝

6、的功能主要包括機械支撐、散熱通道、電源超高壓開關(guān)電器的觸頭[6-7]。收稿日期：2010－01－07作者簡介：徐凱（1971-），男，貴州貴陽人，碩士，講師，主要從事金屬壓力加工教學(xué)與研究。第3期徐凱：鎢銅復(fù)合材料的現(xiàn)狀與發(fā)展31梁容海等人[9]對高鎢含量合金的熔滲機理作了1.3軍工用鎢銅復(fù)合材料鎢銅復(fù)合材料作為各種導(dǎo)彈的喉襯、燃氣舵和深入探討，并采用熔滲法制備致密度高的W-Cu合鼻錐等耐高溫部件的應(yīng)用已獲得成功并投入生產(chǎn)[4]金材料，其導(dǎo)熱和導(dǎo)電性良好。熔滲法分為高溫?zé)Y(jié)，它主要利用鎢的耐高溫和銅在高溫下?lián)]發(fā)形成的發(fā)鎢

7、骨架后滲銅和低溫?zé)Y(jié)部分混合粉后滲銅兩種方汗冷卻作用，從而保證了該材料的部件在極高溫度法。高溫?zé)Y(jié)鎢骨架后滲銅是直接將鎢粉壓制成形，下的使用。在高溫的氫氣中燒結(jié)形成鎢骨架，然后將燒結(jié)的鎢鎢銅復(fù)合材料在軍事上的一些新的用途也正在坯在真空或保護氣氛中在高于銅的熔點的溫度下燒研究和發(fā)展。例如：電磁炮的導(dǎo)軌材料，它利用鎢銅結(jié)。在燒結(jié)的過程中依靠毛細管作用，使熔融的銅滲材料的耐熱性、高導(dǎo)電性和抗電弧、抗摩擦等性能；入鎢骨架。此工藝可以制得相對密度大于99.2%的破甲彈的藥罩，它利用鎢銅材料高的密度和機械強鎢銅材料[10]。度，從而

8、大大提高破甲彈的破甲威力?？偟膩碚f，熔滲燒結(jié)時,液相銅僅靠鎢骨架孔隙1.4其他應(yīng)用的毛細管作用滲入,致密化速度慢，致密化程度低。根據(jù)鎢銅復(fù)合材料的各項特性，其各種新的可銅凝固相粗大且分布不大均勻，而高溫?zé)Y(jié)又會使能應(yīng)用仍在不斷研究與開發(fā)中,如可以作為重載荷鎢顆粒聚集長大,形成粗大不均勻組織，液相銅過分滑動摩擦軸承的加