等離子噴塗法製備鎢銅梯度熱沉材料

鎢銅梯度熱沉材是沿厚度方向組成發生變化的鎢銅合金，其性能可以滿足電子元器件大功率化和精密化的散熱要求，但是眾所周知的是，梯度熱沉材料的製備工藝較複雜，很多時候，熔滲法並不能很好地滿足鎢銅合金梯度熱沉材料的製備要求。

等離子噴塗又稱熱噴塗法，是採用等離子弧發生器將通入噴嘴內的氣體加熱和電離，形成高溫高速等離子射流，熔化和霧化金屬或非金屬物料，並使其高速噴射到經預處理的工件表面上形成塗層。

目前等離子體噴塗製備W-Cu梯度功能材料主要有2個方向。一是選用 Al-12Si、Ni- 20Al、Ti等這些熱膨脹係數介於W、Cu之間的材料作為過渡層。另一種是選擇W、Cu梯度層作為過渡層。這兩種噴塗法在目前均有成功應用於工業實踐的案例，特別是第二種方法。

國外學者 採用等離子噴塗技術，選用Al-Si和Ni-Al、W 作為過渡層，成功製備了噴塗層厚度大約為5 mm，密度為理論密度的92%的W-Cu梯度功能材料。我國學者在Cu 基體上噴塗了200μm梯度層，其W以20% (品質分數)遞增速度從0逐步增加到 100%，最後在梯度層表面噴塗了200μm 純鎢，噴塗層的相對密度為92.5% 。

等離子噴塗法的主要特點零件無變形，不改變基體金屬的熱處理性質。因此，對一些高強度鋼材以及薄壁零件、細長零件可以實施噴塗。塗層的種類多。由於等離子的焰流的溫度高，可以將各種噴塗材料加熱到熔融狀態，因而可供等離子噴塗用的材料非常廣泛，從而也可以得到多種性能的噴塗層。特別適用於噴塗陶瓷等難熔材料。工藝穩定，塗層品質高。在等離子噴塗中，熔融狀態顆粒的飛行速度可達碎汀，遠比氧一乙炔焰粉末噴塗時的顆粒飛行速度一時高。等離子噴塗層與基體金屬的法向結合強度通常為一，而氧一乙炔焰粉末噴塗一般為一。此外，等離子噴塗還和其他噴塗方法一樣，具有零件尺寸不受嚴格限制，基體材料廣泛，加工餘量小，可用于噴塗強化普通基材零件表面等優點。

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