粉末粒度對鎢銅複合材料燒結緻密度的影響

鎢銅複合材料不僅具有鎢的優點，如高硬度、高強度、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以及優良的導電導熱性，在電子工業、耐高溫器件等領域有著較為廣泛的運用。但是由於鎢和銅二者的熔點和理化性質相差較大且互不相溶，這使得鎢銅複合材料的製備工藝較為單一，通常使用粉末冶金工藝，這也使得其應用範圍受到了一定的限制。因此，我們通過分析粉末粒度對鎢銅複合材料燒結緻密度的影響，優化燒結工藝，使材料的性能得到進一步的提升。

以品質比為85%的鎢銅複合材料製備為例，將粒徑不大於1.0μm的納米晶銅粉與粒徑不大於0.8μm的納米晶鎢粉按品質比85:15在行星球磨機中進行球磨混合，球磨介質為無水乙醇。球磨後在真空手套箱中充氬氣保護取粉並乾燥；乾燥後進行壓制並進行真空燒結。通過SEM圖像觀察，隨著球磨時間的增加，粉末顆粒尺寸降低，粉末的混合均勻程度和機械合金化顆粒數量有了明顯的增加。鎢顆粒雖然硬度大但是邊緣尖銳部分不斷受到磨損，外形變得更加規則而逐漸球化；銅顆粒則不斷在磨球、罐體與鎢顆粒間發生撞擊、研磨和撕裂，粒度越來越小。這樣一來就使得顆粒間相互吸引力較大，重排更迅速。此外粉末粒度小，比表面積大，表面活性和晶格活性也同時增大，這都有助於燒結過程的進行，使得鎢銅複合材料的緻密度更高，組織結構更好。