W-Cu難熔合金具有高耐熱性、高導(dǎo)電性和抗電弧、抗磨損等性能,常用于軍事上電磁炮導(dǎo)軌、高壓電觸頭、電子封裝材料和航空陀螺轉(zhuǎn)子材料使用,W-Cu難熔合金具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。目前常用的燒結(jié)技術(shù)和工藝由于存在燒結(jié)缺陷和技術(shù)限制,不利于W-Cu難熔合金微觀結(jié)構(gòu)和性能的進(jìn)一步優(yōu)化。因此,開(kāi)發(fā)新的燒結(jié)技術(shù)在較低溫度下獲得高致密度、細(xì)晶、組織均勻的W-Cu難熔合金具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文首先以高純W粉和Cu粉為原料,通過(guò)高能球磨機(jī)球磨混合分散配制出了90W-10Cu合金體,其粉體粒徑在4μm以下;其次通過(guò)熱壓燒結(jié)與振蕩壓力燒結(jié)工藝之間的對(duì)比,研究了W-Cu難熔合金燒結(jié)過(guò)程中的晶粒生長(zhǎng)活化能、燒結(jié)工藝與微觀組織及性能的關(guān)系,且對(duì)振蕩壓力燒結(jié)機(jī)理進(jìn)行了分析。振蕩壓力燒結(jié)工藝的影響要素有燒結(jié)溫度、燒結(jié)時(shí)間、壓力中值、振幅、頻率等,本文主要研究了燒結(jié)溫度和燒結(jié)時(shí)間對(duì)其的影響。不同燒結(jié)溫度下制備的W-Cu難熔合金,振蕩壓力燒結(jié)工藝在振蕩壓力為30±5MPa,頻率為1Hz,保溫時(shí)間為1h,燒結(jié)溫度為1080℃時(shí),樣品致密度、硬度、電導(dǎo)率分別為99.38%、163.8HV、12.9%IACS;不同燒結(jié)時(shí)間下制備... 

【文章來(lái)源】：鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院河南省

【文章頁(yè)數(shù)】：53 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

熔滲W-Cu合金顯微組織

1緒論6能快速燒結(jié)致密。ZHANGQiaoxin等人[26]的研究表明，經(jīng)SPS制備的W-15Cu合金在1300℃時(shí)相對(duì)密度達(dá)到最大值（如表1.6所示），雖然SPS制備的W-Cu合金具有較高的相對(duì)密度、硬度等性能，但其樣品尺寸較小，應(yīng)用受到限制。表1.6SPS制備W-15Cu材料的性能Relativedensity/%Hardness/HRCThermalconductivity/(W/mK)Transverserupturestrength/MPa99.6045.21961400.9然而采用這些方法難熔材料易于產(chǎn)生膨脹，難以實(shí)現(xiàn)理論上的完全致密化；并且較高的燒結(jié)溫度和較長(zhǎng)的燒結(jié)時(shí)間往往會(huì)造成晶粒的異常長(zhǎng)大，降低了性能，增加了能耗，成為其廣泛應(yīng)用的瓶頸[20]。鑒于此，近年來(lái)新型振蕩壓力燒結(jié)（OscillatoryPressureSintering，OPS）[45-46]技術(shù)被提出并應(yīng)用到高性能材料的制備及優(yōu)化中，因此本文選擇采用新型振蕩壓力燒結(jié)技術(shù)制備W-Cu難熔合金。1.4新型振蕩壓力燒結(jié)技術(shù)1.4.1技術(shù)原理及介紹振蕩壓力燒結(jié)是一種在傳統(tǒng)熱壓燒結(jié)基礎(chǔ)上，避免傳統(tǒng)熱壓靜態(tài)壓力的局限性，采用動(dòng)態(tài)壓力設(shè)計(jì)，在燒結(jié)過(guò)程中輔助施加振幅與頻率可控的振蕩壓力，從而提供較高的燒結(jié)驅(qū)動(dòng)力，抑制了高溫下晶粒的快速生長(zhǎng)，并通過(guò)動(dòng)態(tài)壓力可有效促進(jìn)粉體晶粒重排、消除晶粒團(tuán)聚從而促進(jìn)閉氣孔排出，提高粉體堆積密度，促進(jìn)材料的致密化，是獲得高致密度、細(xì)晶粒、高強(qiáng)度材料的新型燒結(jié)技術(shù)。其采用的設(shè)備原理，如圖1.2所示[47]。相比于上述其他燒結(jié)技術(shù)，振蕩壓力燒結(jié)是在熱場(chǎng)和力場(chǎng)輔助下的新型燒結(jié)技術(shù)，其設(shè)備操作簡(jiǎn)便、可控性好，而且材料體系適用面廣，具有抑制晶粒長(zhǎng)大、燒結(jié)致密程度高、燒結(jié)溫度低等優(yōu)點(diǎn)。圖1.2振蕩壓力燒結(jié)原理圖

1緒論71.4.2研究現(xiàn)狀及不足清華大學(xué)的謝志鵬等人較先采用這種振蕩壓力燒結(jié)方法，制備了高致密度、細(xì)晶粒、高強(qiáng)度和高可靠性的氧化鋯、氧化鋁、碳化硅高性能陶瓷，謝志鵬等人的研究結(jié)果[48-49]顯示OPS技術(shù)可以被應(yīng)用到多種陶瓷材料的制備中，使得這些材料的平均晶粒尺寸大幅減��；而體積密度則提高到超過(guò)98%，晶粒沒(méi)有明顯的增長(zhǎng)，極大地促進(jìn)陶瓷材料的燒結(jié)效果和抑制晶粒生長(zhǎng)，如圖1.3所示。這些結(jié)果表明新型振蕩壓力燒結(jié)技術(shù)可以解決燒結(jié)過(guò)程中晶粒異常長(zhǎng)大和難以完全致密化的問(wèn)題。圖1.3PS、HP、OPS工藝燒結(jié)粒度/相對(duì)密度軌跡然而目前國(guó)內(nèi)外對(duì)采用振蕩壓力燒結(jié)W-Cu難熔合金方面的研究還處于剛剛起步階段，還沒(méi)有相關(guān)的研究報(bào)道，并且還存在許多相關(guān)科學(xué)問(wèn)題亟需解決，從而發(fā)展這種新型有效的燒結(jié)技術(shù)和豐富完善傳統(tǒng)的燒結(jié)理論。鑒于此，本文將從振蕩壓力燒結(jié)W-Cu難熔合金的微觀組織和性能關(guān)系入手，針對(duì)難熔合金難以燒結(jié)（難以致密化、晶粒異常長(zhǎng)大）的基本科學(xué)問(wèn)題，以高比重W-Cu難熔合金為研究對(duì)象，開(kāi)展實(shí)驗(yàn)與理論相結(jié)合的研究，發(fā)展制備難熔合金的新方法。通過(guò)本文的研究不僅能更加清晰地認(rèn)識(shí)W-Cu難熔合金在OPS中的傳質(zhì)機(jī)制，豐富傳統(tǒng)燒結(jié)理論，對(duì)其他難熔合金的OPS研究提供借鑒意義，還可以促進(jìn)難熔合金燒結(jié)工藝的進(jìn)步，推動(dòng)難熔合金的廣泛應(yīng)用。1.4.3影響因素與常規(guī)燒結(jié)過(guò)程不同，影響難熔鎢合金振蕩燒結(jié)程度的因素較多，主要包括本征內(nèi)因和外因。內(nèi)因主要是晶體的結(jié)構(gòu)。一般情況下，鍵強(qiáng)的物質(zhì)（晶體）具有較高的晶格能量，晶格結(jié)構(gòu)穩(wěn)固；即使在較高溫度下，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)遷移能力也


本文編號(hào)：3304846