新型钨铜复合材料的制备和性能研究的新进展.pdf

第lO卷第4期金属功能材料Vo1．10，No．4
2003年8月MetaUicFunctionalMaterialsAugust，2003

新型钨铜复合材料的制备和性能研究的新进展

雷纯鹏，程继贵，夏永红

(合肥工业大学材料科学与工程学院，合肥230009)

摘要：针对如何改善粉末冶金钨铜系高比重合金的烧结性能，提高其致密度，获得特殊结构的微观组织等问题，
就近年来钨铜复合材料研究的几个主要热点：纳米结构材料、梯度结构功能材料、金属注射成形等进行了综述。
关键词：钨铜复合材料；纳米结构；梯度结构；毹备技术
中图分类号：TB331文章标识码：A文章编号：1005—8192(2003)04—0024—04

TheLatestDevelopmentsinPreparationand
PropertyStudyofW。·-。CuComposites

LEIChunpeng，CHENGJigui，XIAYonghong
(DepartmentofMaterialsScienceandEngineering，HefeiUniversityofTechnology，Hdd230009，China)

ABSTRACr：Somehotspotsinthescudyo{W．Cucomposites，suchaSnanostructuredmaterials，gradient-structuredmatexi—
aLS，metalinjectionmolding(MIM)，etc．，withemphasisOllthesintexingproperties，thedensificationofW·cllsystemand
theachievementofspecialmicro6tructurearereviewed．
KEYWORDS：W-Cucomposite；nanc6tructuredmaterials；gradient-structuredmaterials；preparationtechnique

对密度大于98％)；为获得特定的物理性能要求，严
1前言
格控制该材料的成分和微结构形态；对复杂形状部
钨铜复合材料是由互不相溶的钨、铜两相均匀件的净成形，特别是粉末注射成型(PIM)技术的应
混合形成的假合金(pseudo—alloy)，它兼有钨、铜材用，则要求严格控制尺寸及变形；而该材料应用于超
料的本征物理性能，可灵活准确地设计其成分和性大功率半导体器件则要求有高导热、低膨胀和散热
能，因而获得了广泛的重视。表1歹lj出了钨铜复合性能等t4-5】。上述诸多特性常反映在同一应用需
材料的典型应用[卜引。求之内。而传统的粉末冶金法和熔渗烧结法所制备
的钨铜材料已难于满足这些要求。因此近些年来，
表1钨铜复合材料的典型应用在钨铜复合材料的制备方面，结合不同的使用性能
Table1TypicalapplicationofW-Cucomposites
要求，引入了许多新构思和新技术，如梯度功能材
典型应用主要性能特点料、纳米结构材料、金属注射成形(Metalection
电触头、电极的主要材料高蚀
molding，简称MIM)等，以满足特殊的使用环境对
CPU、IC、固态微波管、无线电通讯低膨胀系数钨和高导性能的更高要求。本文就此方面的发展作一简要综
装置等气密性封装的热沉基片电铜的良好结合述。
超高压电触头材料、喷管喉衬，电子高导热铜和高温强度
束靶及面向等离子体的偏滤器材料钨的良好结合2钨铜材料制备技术新进展

随着现代科学技术的发展，对钨铜复合材料的传统的钨铜合金的制备一般采用铜渗和液相烧
性能也提出了更高的要求，例如，为提高钨铜材料的结方法，但是由于钨铜互不相溶，其烧结性能较差，
强度和气密性，要求其具有接近完全致密的密度(相难以实现完全的烧结致密化，另外也难以形成均匀

安徽省自然科学基金资助项目(98634949)
作者简介：雷纯鹏(1977一)，男，汉族，硕士研究生。

第4期雷纯鹏，等：新型钨铜复合材料的制备和性能研究的新进展

化的微观结构或灵活地调整钨铜复合材料的成分。消除偏析，有效地提高材料性能，可以通过提高凝固
尽管采用超细且铜弥散分布的粉末，能较大地改善过程中固液界面的温度梯度和生长速率来获得较快
钨铜系的烧结性能，获得较理想的材料；另外添加的冷速，如深过冷定向凝固，激光超高温梯度快速定
Ni、Co、Fe、Pd等元素，活化烧结也能取得较好的效向凝固等技术。研究表明，通过消除或抑制非均质
果(该法对电导、热导均有负面影响)C3,6-8)，但探索形核的影响，从而获得尽可能大的过冷度，均匀形
新的制备技术以获得组织和微结构更加合理，性能核，所得的深过冷凝固组织偏析少，杂质分布均匀，
更为优异的新型钨铜