鎢銅電極燒結性能的內部影響因素

鎢銅材料不但具有鎢高硬度、高強度、高熔點、高密度、低熱膨脹係數以及優良的耐磨耐蝕性，還具有銅良好的可塑性和優良的導電導熱性，因而在電接觸材料以及電極材料領域有著較為廣泛的運用。但是由於二者的熔點和理化性質相差很大且完全不互溶，在製備工藝方面一般只能採用粉末冶金的方法，這也使得鎢銅材料的應用範圍受到了很大的限制。目前主要的製備鎢銅複合材料主要方式是對W-Cu複合粉末進行高能球磨、壓制、燒結，通過分析粉末本身粒度及組成和雜質所帶來的對燒結性能的影響，從而更好地控制各項參數以達到高性能的鎢銅電極產品。

一般來說，在製備鎢銅電極材料的過程中，為了提高壓坯的成型效果，會加入一些化學助劑，如無水乙醇、硬脂酸等。這些助劑會在後續的燒結工序中直接揮發或分解，在顆粒間形成氣孔。當燒結溫度不斷升高，液相Cu流動性變差，氣體沒有完全逸出形成封閉的孔隙，從而影響鎢銅電極的緻密度。此外這些助劑還很可能分解形成一些C、H、O等雜質元素，其直徑較小，在合金中有很強的擴展能力，因而比較容易在晶界、相界等能量較高的位置發生偏聚，甚至生成脆生相，使合金在斷裂過程中的沿晶斷裂數目增加，降低了整體的性能。

對於粉末粒度來說，當粉末的晶粒尺寸小到一定程度時，粉末燒結溫度下降，比表面積增加，燒結活性增強，利於粉末的合金化。當粉末粒度達到納米級別時，粉末擴散大大提高，緻密化過程加快，同時也可加大最終鎢銅電極的緻密度。有實驗表明，在一定燒結溫度和保溫時間下，燒結體中的W顆粒尺寸會隨著球磨時間的增大而增大。這是由於W顆粒尺寸變小是W在Cu中的溶解度增大所致。此外，由於球磨過程中反復地冷焊、破碎，晶格發生了嚴重的畸變，從而貯能升高，導致W在Cu中溶解度升高。