活化烧结制备钨铜合金的组织及性能研究
发布时间：2021-10-28 17:27
钨铜合金结合了钨铜两种组分的优点,既具有钨的耐高温、高强度、高密度、耐电弧腐蚀等特性,又具有铜的高导电导热性、优良塑性等优异性能,被广泛应用在电触头材料、电子封装材料、破甲材料以及核聚变材料等领域中。但钨铜合金因其两组分的互不相溶性,钨铜界面润湿性差,烧结过程中难以致密,很难得到理想的微观结构和性能。因而改善钨铜界面的润湿性来提高其烧结性能成为亟待解决的问题。本课题通过加入微量活化元素的方法实现钨铜复合粉末的活化烧结,结合活化烧结和放电等离子体烧结工艺来改善钨铜合金的烧结性,实现其均匀致密的组织结构和优异的综合性能。本文主要采用了化学镀方法和机械合金化方法添加第三相活化元素,制取钨铜复合粉末。对不同粉末制备工艺、不同活化元素种类下合金的结构性能进行了对比研究分析。通过化学镀方法和SPS烧结技术制备了不同成分的W-Ni-Cu合金。化学镀后的钨粉呈现球形状,表面镀层完整,氧含量较低。对采用化学镀法制备的钨铜复合粉末进行SPS烧结工艺的研究,发现烧结温度在1030℃时合金的致密度和力学性能最高。化学镀法制备的W-Ni-Cu合金具备初步的网络结构,W/Ni/Cu-15Cu合金的拉伸强度为379...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：109 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
一般破甲弹结构
图 1-2 (a)熔渗技术示意图, (b)熔渗方法制备的钨铜合金表面形貌[31]Fig. 1-2 (a) The infiltration apparatus, (b) Microstructure of W-Cu prepared by infiltration.1.3.2 液相烧结法由于钨和铜的熔点差异很大以及钨表面与液态铜的高润湿角，高温下液相烧结(Liquid-phase sintering method, LPS)钨铜复合粉末的方法被广泛应用于钨铜合金的制备。该方法包括三个步骤：(1)初始钨铜复合粉末的制备；(2)压制钨铜复合粉末制得生坯；(3)在高于铜熔点的温度下对生坯进行烧结致密化。制备复合粉末的方法包括混合钨铜粉末、机械化学法、制备铜涂层等。钨铜粉末的混合采用纯钨和纯铜粉末作为原料，混合方法可以使用球磨干磨工艺，利用磨球将粉末混合均匀。Abbaszadeh 等人研究发现[32-34]，采用机械化学方法，即将氧化物 WO3和 CuO 进行球磨混合，然后再将 WO3-CuO 混合物氢还原，得到的钨铜复合粉末具有优异的均匀性和烧结性能。由于 WO3和 CuO 的脆性，球磨可以使其颗粒细化至纳米级。Ibrahim 等人[35]研
-3 (a)常规加热和微波加热温度-时间示意图[44], (b)常规烧结 W80-Cu20 合金的 SEM 形(c)1350℃下保温 20min，90% N2+10% H2气氛下微波熔渗的 W80-Cu20 合金形貌[45. 1-3 (a) Typical temperature-time profiles of sintered W-Cu composite using conventionamicrowave furnaces and (b)–(c) SEM images of W80-Cu20posite of conventional (left) and microwave infiltration (right) sintering at 1350 °C for 20 90% N2+10% H2atmosphere 热压烧结热压烧结(Hot-pressing sintering, HPS)是广泛应用于制备高密度钨铜合金的烧结技术。热压烧结能同时进行加压和加热，是把压制和烧结两个工艺相完成的一种制备方法，图 1-4 是热压烧结示意图。一般来说，压力烧结是度的有效方法，并且会对合金的致密化产生协同效应。Zhuo 等人[47]采用备了Ni涂覆的钨纤维增强的钨铜复合材料，相比传统方法制备的商业钨铜
【参考文献】：
期刊论文
[1]钨铜合金表面纳米化及其性能分析[J]. 刘冰,陈文革,张志军. 稀有金属材料与工程. 2015(12)
[2]电子封装用金属基复合材料的研究进展[J]. 曾婧,彭超群,王日初,王小锋. 中国有色金属学报. 2015(12)
[3]EFP战斗部破片场复合技术研究[J]. 龚柏林,王可慧,初哲,吴海军,耿宝刚,吴崇欣. 弹道学报. 2015(01)
[4]钨粉表面化学镀镍工艺研究[J]. 张鸿雁,王迎春,刘金旭,赵紫盈,郭文启,李树奎. 兵工学报. 2014(09)
[5]聚能破甲战斗部药型罩不同形状锥顶对射流影响的数值模拟[J]. 刘波,姚志敏. 机械设计与研究. 2014(04)
[6]80W-Cu合金力学行为的拉压不对称性研究[J]. 郭文启,刘金旭,吕翠翠,李树奎. 稀有金属材料与工程. 2013(11)
[7]W-Cu复合材料的应用及制造技术[J]. 范莉,李业建. 电工材料. 2013(03)
[8]现代弹药技术的发展现状、趋势及其关键技术[J]. 熊辉. 四川兵工学报. 2012(09)
[9]高密度纯钨的低温活化烧结工艺及其致密化行为[J]. 韩勇,范景莲,刘涛,成会朝,田家敏. 稀有金属材料与工程. 2012(07)
[10]热旋锻法制备的钨铜线材的烧蚀性能[J]. 张辉,陈文革,丁秉钧. 中国有色金属学报. 2012(06)
博士论文
[1]钨铜偏滤器靶板疲劳损伤与寿命研究[D]. 钱新元.中国科学技术大学 2017
[2]偏滤器水冷钨铜模块传热与热应力问题研究[D]. 韩乐.南京航空航天大学 2015
[3]放电等离子烧结Ni3Al及其复合材料的高温压缩与抗氧化性能[D]. 曹国剑.哈尔滨工业大学 2007
硕士论文
[1]钨铜系合金药型罩的破甲特性及破甲机理研究[D]. 赵紫盈.北京理工大学 2016
[2]低钨-钨连接度钨铜锌合金的制备及表征研究[D]. 郑玲玲.北京理工大学 2015
[3]超细晶W-Cu触头材料的制备及性能研究[D]. 陈春浩.华中科技大学 2012
本文编号：3463089
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：109 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
一般破甲弹结构
图 1-2 (a)熔渗技术示意图, (b)熔渗方法制备的钨铜合金表面形貌[31]Fig. 1-2 (a) The infiltration apparatus, (b) Microstructure of W-Cu prepared by infiltration.1.3.2 液相烧结法由于钨和铜的熔点差异很大以及钨表面与液态铜的高润湿角，高温下液相烧结(Liquid-phase sintering method, LPS)钨铜复合粉末的方法被广泛应用于钨铜合金的制备。该方法包括三个步骤：(1)初始钨铜复合粉末的制备；(2)压制钨铜复合粉末制得生坯；(3)在高于铜熔点的温度下对生坯进行烧结致密化。制备复合粉末的方法包括混合钨铜粉末、机械化学法、制备铜涂层等。钨铜粉末的混合采用纯钨和纯铜粉末作为原料，混合方法可以使用球磨干磨工艺，利用磨球将粉末混合均匀。Abbaszadeh 等人研究发现[32-34]，采用机械化学方法，即将氧化物 WO3和 CuO 进行球磨混合，然后再将 WO3-CuO 混合物氢还原，得到的钨铜复合粉末具有优异的均匀性和烧结性能。由于 WO3和 CuO 的脆性，球磨可以使其颗粒细化至纳米级。Ibrahim 等人[35]研
-3 (a)常规加热和微波加热温度-时间示意图[44], (b)常规烧结 W80-Cu20 合金的 SEM 形(c)1350℃下保温 20min，90% N2+10% H2气氛下微波熔渗的 W80-Cu20 合金形貌[45. 1-3 (a) Typical temperature-time profiles of sintered W-Cu composite using conventionamicrowave furnaces and (b)–(c) SEM images of W80-Cu20posite of conventional (left) and microwave infiltration (right) sintering at 1350 °C for 20 90% N2+10% H2atmosphere 热压烧结热压烧结(Hot-pressing sintering, HPS)是广泛应用于制备高密度钨铜合金的烧结技术。热压烧结能同时进行加压和加热，是把压制和烧结两个工艺相完成的一种制备方法，图 1-4 是热压烧结示意图。一般来说，压力烧结是度的有效方法，并且会对合金的致密化产生协同效应。Zhuo 等人[47]采用备了Ni涂覆的钨纤维增强的钨铜复合材料，相比传统方法制备的商业钨铜
【参考文献】：
期刊论文
[1]钨铜合金表面纳米化及其性能分析[J]. 刘冰,陈文革,张志军. 稀有金属材料与工程. 2015(12)
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[3]EFP战斗部破片场复合技术研究[J]. 龚柏林,王可慧,初哲,吴海军,耿宝刚,吴崇欣. 弹道学报. 2015(01)
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[5]聚能破甲战斗部药型罩不同形状锥顶对射流影响的数值模拟[J]. 刘波,姚志敏. 机械设计与研究. 2014(04)
[6]80W-Cu合金力学行为的拉压不对称性研究[J]. 郭文启,刘金旭,吕翠翠,李树奎. 稀有金属材料与工程. 2013(11)
[7]W-Cu复合材料的应用及制造技术[J]. 范莉,李业建. 电工材料. 2013(03)
[8]现代弹药技术的发展现状、趋势及其关键技术[J]. 熊辉. 四川兵工学报. 2012(09)
[9]高密度纯钨的低温活化烧结工艺及其致密化行为[J]. 韩勇,范景莲,刘涛,成会朝,田家敏. 稀有金属材料与工程. 2012(07)
[10]热旋锻法制备的钨铜线材的烧蚀性能[J]. 张辉,陈文革,丁秉钧. 中国有色金属学报. 2012(06)
博士论文
[1]钨铜偏滤器靶板疲劳损伤与寿命研究[D]. 钱新元.中国科学技术大学 2017
[2]偏滤器水冷钨铜模块传热与热应力问题研究[D]. 韩乐.南京航空航天大学 2015
[3]放电等离子烧结Ni3Al及其复合材料的高温压缩与抗氧化性能[D]. 曹国剑.哈尔滨工业大学 2007
硕士论文
[1]钨铜系合金药型罩的破甲特性及破甲机理研究[D]. 赵紫盈.北京理工大学 2016
[2]低钨-钨连接度钨铜锌合金的制备及表征研究[D]. 郑玲玲.北京理工大学 2015
[3]超细晶W-Cu触头材料的制备及性能研究[D]. 陈春浩.华中科技大学 2012
本文编号：3463089
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