纳米钨铜复合材料制备工艺研究

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1、西华人学硕士学位论文Y906933纳米钨铜复合材料制备工艺研究材料学专业研究生吴小刚指导教师栾道成教授摘要高导电导热性铜与高温强度、强抗电弧烧蚀钨的良好结合使钨铜复合材料具有一系列优异性能，广泛应用于电接触材料，电子封装和热沉材料。钨与铜的互不相溶性决定了钨铜复合材料制备的特殊性。由于纳米颗粒具有特殊性能和很大的活性，纳米钨铜复合材料的制各尤为特殊。本文采用制粉一混粉一压制一烧结的工艺路线来制备纳米钨铜复合材料。采用等离子体法制备纳米铜粉。研究了气氛、电流强度、轴流风机转速等对纳米铜粉产率及粒径的影响。本试验采用模压烧结法制备纳米钨铜复合

2、材料，研究了粉末性质、烧结气氛、烧结温度、烧结时间、润滑剂、升温速度和压力等因素对烧结体性能的影响。通过对纳米铜粉制备工艺的研究，本文发现：分别在氢气．氨气气氛和氮气一氩气气氛下制备铜粉，在氮气．氩气气氛下的产率要高的多，而且比氢气一氩气气氛要安全。制备出来的纳米铜颗粒的粒径在100纳米左右，外表基本成球形。提高电流强度将增加蒸发速率，从而提高制粉产率，但颗粒的粒径也随之长大。在其它实验条件不变的情况下，随着N2气氛比例由10％增加到15％，纳米铜粉的产率提了30％左右；随着氮气在气氛中的相对含量的增加，铜纳米粉的粒径分布开始变宽，其平均

3、粒径也变大。随风机西华大学硕士学位论文转速的增加，铜纳米粉的产率增加，粒径分布变窄，平均粒径变小，但这是在一定范围内的，当风速超过2400“min，随风速的增大，产率反而减小。本文最终确定了制备纳米铜粉的最佳工艺条件：(1)电弧电流为(380±5)A；(2)制粉室的气氛比例为N2占(15±2)％；(3)风机转速为2400-2500r／min。通过对纳米钨铜复合材料成形工艺的研究，本文发现：粉末本身的性质对烧结体的性能有着极大的影响，粉末颗粒越细小、外形越规整、塑性越好，越有利得到致密度高的烧结产品。烧结温度在900℃时，试样得到初步的致密

4、，而在1000℃以上，试样的致密度则有较大的提高；烧结体的致密度随烧结温度的提高而提高，但当烧结温度高于1350℃时，烧结体的致密度受温度影响的程度变得很小。升温速度对烧结体性能的影晌非常显著，本试验中升温速度应保持在3．10℃／min的范围内。随着烧结时间的加长，试样的密度上升，但当时间长于300分钟时，密度随时间增加而上升的速率大幅度下降，也就是说当烧结时间超过某一临界值后，其对密度的影响变小。加入1％的润滑剂硬脂酸锌可使烧结体的致密度有所提高。压力对烧结体的致密度有着强烈的影响，相同条件下热压烧结得到的烧结体致密度比常压烧结的要高。

5、关键词：纳米钨铜复合材料，粉末冶金，致密化IIf}：【i华大学硕士学位论文StudyonPreparationofnano1、lngsten-coppercOmpositesmaterialscienceCandidate：WuXiaogangSupeI’Pisor：Prof．LuanDaochengAbstractAbstract：ThewellcOmbinationofcopperofpreeminentconductivityandTungstenofhi曲-temperaturestrengthandarc—resistant1e

6、adsaserialofpreeminentpropenies．Thngsten—copperIIiaterialsareusuallvmadeeIectriccontracts，electronicseal，the砷almaterials．BecauseT、lngstenandcOpperdOnOtdissolVeeac血0theLthepreparationmethodsOfW—CucompositematerialpmVepafticulaLAndasnanopaItidesmanifestsomeunusualpmpeniesan

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8、roductiVityandg，ainsize．T1leeffectsofpowderproperty'sjnteringgasatmosphere，sinteringtemperature，