鎢銅電極燒結機理與緻密度的關係

鎢銅合金以其良好的導電導熱性和較高的密度和強度，在電極以及電子封裝材料等領域有著較為廣泛的運用。其被稱作兩相結構的假合金，由於兩種金屬（鎢和銅）之間存在較大的理化性質的差異，因此不能採用一般的熔鑄法進行生產，一般採用粉末冶金的生產工藝（Powder Metallurgy, PM）。選用精細且純度較高的鎢粉和銅粉，一般的工藝流程為：制粉→混合→壓制成型→燒結工藝→熔滲工藝→冷加工。本文的研究重點在於分析鎢銅材料的燒結機理與其緻密度的關係。傳統的燒結理論一般認為一個體系要想通過液相燒結的方法得到較高緻密度，其應具備良好的潤濕性以及固相在液相中有一定的溶解度和適當的液相數量。根據鎢銅在燒結過程中關係可繪製出如下鎢銅W-Cu二元相圖：

從圖中我們不難看出鎢銅W-Cu體系屬於完全不互溶的體系，並且有其他研究表明在普通條件下的銅液對鎢骨架的潤濕性並不好。而在近些年來，有越來越多的研究學者發現納米複合結構的鎢銅粉體具有更好的燒結性能。經過實驗分析，這是由於納米鎢銅複合粉體的緻密化過程雖然不會溶解偏析結構，但是鎢銅合金在固相狀態下依然發生了緻密化過程，有學者認為這與單元固相燒結加液相顆粒重排作用有關。（單元系固相燒結過程除發生粉末顆粒間粘結、緻密化和純金屬的組織變化外，不存在組織間的溶解，也不出現新的組成物或新相。又稱為粉末單相燒結。）接下來，我們將通過鎢銅壓坯模型來表現固相階段粉體變化的具體情況，從而更為形象地對鎢銅電極燒結機理與緻密度的關係進行分析。

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