超细纳米晶w10cu复合粉末的烧结行为.pdf免费

五、难熔金属及合金 超细／纳米晶W一10Cu复合粉末的烧结行为 范景莲朱松刘涛 田家敏 (中南大学粉末冶金国家重点实验室，长沙，410083) 摘要喷雾干燥一氢气还原法制备超细／纳米晶W一10Cu复合粉末，经模压成形后。将获得的压坯在11000C， 很好的烧结海巨。 关键词超细／纳米晶W一10Cu复合粉末；烧结动力学；表现激活能；烧结活性 1 前言 W—cu合金兼有钨的高熔点、抗电蚀性、抗熔焊性、高温强度好以及铜的高导电导热率等优良特 性，主要用于制备电极、电触头、大规模集成电路和大功率微波器件中的基片、嵌块、连接件和散热元 件，以及各种导弹的喉衬、燃气舵、鼻锥等耐高温部件¨。7J。但w和Cu两种元素互不溶解、熔点相差 大、润湿性差且烧结后致密度低，因而不易烧结。采用纳米粉末可以大大促进粉末的烧结致密化，提 高合金性能哺J，但其烧结机理现尚未有统一解释。目前对细晶w—cu烧结机理主要有两种观点，一 种观点认为颗粒重排是w—cu合金的主要烧结机制，Kim—o等学者以机械合金化以及氧化物混合粉末 一球磨一还原法合成的W—Cu纳米复合粉末的烧结为研究对象。发现颗粒细小，分布均匀的粉末容 易发生重排，并在实验过程中发现二次重排现象。German¨则等人的研究也发现，由于重力和毛细管力 的原因，W颗粒的大小对重排也有很大影响。另一种观点认为W—Cu致密化主要是由晶粒长大引起 的，JH 就足以导致w颗粒的长大符合Ostwald 时，多采用机械合金化细晶w—cu粉末L13‘14J，此方法制备的w—cu复合粉末存在孪晶、位错等缺 陷，影响了烧结行为的研究。为此本论文采用喷雾干燥一氢气还原法制备w—Cu超细粉末为原料， 研究细晶W—Cu的烧结行为。 2实验方法 例称取相应的偏钨酸铵和硝酸铜结晶体，将其溶于去离子水中配置混合水溶液并加入一定的表面活性 剂，控制溶液沉淀得到透明溶胶体；将溶胶体喷雾干燥得到含有钨、铜元素的前驱体粉末；粉末前驱 体在300～450℃下煅烧得到钨铜氧化物；然后将钨铜氧化物粉末在H：气氛下还原，制备出晶粒度大约 水淬。使用精密天平测量样品密度，在日产JSM一5600LV型扫描电子显微镜观察钨铜合金的合金组 织。研究W一10Cu液相烧结致密化动力学，计算液相烧结时的表观激活能。 2009全国粉末冶金学术会议 3实验结果与讨论 3．1细晶W—lOCu液相烧结致密化动力学的分析 液相烧结致密化过程的三个阶段：1-液相流动与颗粒重排阶段，2．固相的溶解和再析出阶段，3． 固相烧结阶段，可以用致密化参数进行定量描述‘151： a：芝丛×100％ n-Po 式中：a——致密化参数； P——饶结体密度； pI——合金的理论密度； 风——压坯密度。 30，45，60min后得到的合金密度与致密化参数。图1是致密化参数随烧结时间的变化曲线。 表1纳米晶W-lOCu复合粉末在不同烧结温度和保温时间下的烧结密度和致密化参数 烧结温度／℃ 1100 1200 1300 烧结时间 5 15 30 45 60 5 15 30 45 60 5 15 30 45 60 ／min 烧结密度 lO．25lO．7111．7211．7812．2411．0211．7113．2914．3614．6712．9414．7315．4115．5l15．69 ／g·cln一3 致密化参数 15．1521．1328．8933．4738．9924．3631．1750．6164．1768．4247．5568．2277．2878．6581．11 ／a 图1纳米晶w—IOCu复合粉末在不同烧结温度下致密化参数随保温时间的变化曲线 (a)1100℃(b)1200℃(c)1300℃ 五、难熔金属及合金 从图中可以看出，当纳米晶W一10Cu复合粉