發(fā)展鎢銅復(fù)合材料的重要意義

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    鎢銅復(fù)合材料由高熔點、高密度及低膨脹系數(shù)的鎢和高導(dǎo)電、高導(dǎo)熱的銅組成，兼具二者的優(yōu)越性能，如具有高導(dǎo)電導(dǎo)熱性能、低膨脹系數(shù)、良好的高溫強度和抗電弧燒蝕性能等。早在上世紀三十年代，鎢銅復(fù)合材料由于其良好的耐壓強度和耐電燒蝕性能，在高壓電器開關(guān)等工業(yè)部門獲得了廣泛應(yīng)用。進入六十年代，鎢銅復(fù)合材料逐漸在電阻焊電極、航空航天耐高溫零部件等領(lǐng)域獲得應(yīng)用。此后，隨著制備技術(shù)的逐步提高，于九十年代作為電子封裝和熱沉材料開始在大規(guī)模集成電路和大功率電子器件等領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。進入二十一世紀，鎢銅復(fù)合材料更是作為破甲彈藥罩材料、導(dǎo)彈噴管材料及靶材等在軍事及高新技術(shù)領(lǐng)域引起關(guān)注。

　　現(xiàn)在，鎢銅復(fù)合材料由于其良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能及優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，已成為大功率微波器件和超大規(guī)模集成電路基片、嵌塊、連接件及散熱元件等不可缺的關(guān)鍵材料，其高導(dǎo)熱、高熱穩(wěn)定性及良好的近凈尺寸成形性，可提高微電子器件的使用功率，有利于實現(xiàn)器件的小型化和精密化發(fā)展。鎢銅復(fù)合材料的低熱膨脹系數(shù)及其熱膨脹系數(shù)的可調(diào)節(jié)性，有利于其與微電子器件中硅片、砷化鎵等半導(dǎo)體材料及管用陶瓷材料的連接匹配，避免熱應(yīng)力導(dǎo)致的熱疲勞破壞，拓寬了鎢銅復(fù)合材料在微電子領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。

　　鎢銅復(fù)合材料由于其高導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能，良好的抗電弧、抗摩擦及熱穩(wěn)定性等，早已在電磁炮導(dǎo)軌、火箭導(dǎo)彈噴管喉襯及燃氣舵等高溫領(lǐng)域獲得重要應(yīng)用。近年來，鎢銅復(fù)合材料逐漸被用作破甲彈藥罩材料，其高密度、高聲速及良好的力學(xué)性能，有利于提高破甲彈的破甲威力。歐美等發(fā)達國家研究表明，與純銅破甲彈藥罩相比，鎢銅復(fù)合材料藥罩在三倍口徑炸高的條件下，其破甲深度可提高 30%。隨著高性能鎢銅復(fù)合材料的制備技術(shù)和應(yīng)用研究的不斷發(fā)展，在軍事工業(yè)中的應(yīng)用前景將更加廣闊。

　　鎢銅復(fù)合材料是一種重要的粉末冶金材料，目前廣泛應(yīng)用的制備方法之一是“熔滲法”。該方法是將鎢粉或者鎢粉與少量銅粉的混合物壓制成坯，通過一定溫度下的預(yù)燒制備成多孔鎢骨架，再將金屬銅熔化并利用毛細管力作用使其沿鎢顆粒間隙流動逐漸填充骨架，獲得鎢銅復(fù)合材料。溶滲法制備的材料具有致密度高，燒結(jié)性能好，導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能理想等優(yōu)點。

　　由于鎢和銅熔點差距大且互不相溶，采用粉末冶金法制備的鎢銅復(fù)合材料常有致密度不高的問題，通常導(dǎo)致材料的導(dǎo)電、導(dǎo)熱及力學(xué)性能不足。為了不斷滿足工業(yè)發(fā)展提出的新要求，鎢銅復(fù)合材料的制備技術(shù)面臨重大改革的任務(wù)。近年來，高度彌散、納米化粉末制備技術(shù)、新型壓制及燒結(jié)技術(shù)的快速發(fā)展，使鎢銅復(fù)合材料的性能獲得了進一步提高，有效拓寬了其在高新領(lǐng)域的應(yīng)用前景。

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