納米AlN顆粒對鎢銅複合材料的影響

鎢銅複合材料硬度最經常使用的是布氏硬度（HB）或洛氏硬度（HR）。隨著AlN添加量以及硬度測量值繪製變化曲線，我們不難得到鎢銅複合材料的硬度隨著納米AlN顆粒的添加量的增加而提高，這也說明了AlN顆粒的加入雖然減小了W-W之間的連接，但是其起到了細晶強化和彌散強化的作用，尤其對基體銅有著更好的強化作用。而當添加量超過1%時，硬度的升高趨勢變緩，這是因為鎢銅複合材料的緻密度下降，而導致基體中的孔隙增加。

在抗彎強度方面，當納米AlN添加量≤1%時，鎢銅複合材料的抗彎強度變化並不大，略有降低；而當其添加量＞1%時，強度值發生大幅度下降。其主要是由於一方面緻密度發生降低，另一方面是隨著AlN納米顆粒的含量增加，基體晶界上的增強相顆粒分佈過多，大大降低了燒結過程中基體W之間的結合率，使得顆粒間的結合強度降低，抗彎強度也隨之降低。

從W-Cu/AlN的斷口形貌圖上看，其燒結體緻密度較高，內部沒有明顯的孔隙存在；從添加AlN的複合材料斷口可以看出，其中的顆粒大小非常均勻，顆粒尺寸明顯小於鎢銅複合材料，這也與燒結體表面形貌分析不謀而合；另外，還能夠確定的是添加AlN後的鎢銅複合材料斷裂面更為平整，這也進一步證實了AlN的加入一方面細化了組織晶粒，另一方面也導致了鎢銅複合材料的韌性下降。

此外，由於鎢銅複合材料常被用於電加工、電接觸等領域，其導電和導熱性能是鎢銅複合材料最重要的兩大性能。傳導電流的能力就被稱為導電性。各種配比的鎢銅導電性各不相同，其中銅含量高其導電性也比較高，反之則導電性比較低。通常用電導率σ來表示它們的導電能力。熱導率又稱導熱係數，是鎢銅複合材料導熱能力的量度。其指的是當溫度垂直向下梯度為1℃/m時，單位時間內通過單位水準截面積所傳遞的熱量，一般採用λ或K表示。對於導熱性能來說，納米AlN顆粒的添加並不會降低鎢銅複合材料的熱導率，相反還會有所升高。這是由於在低添加量時，材料的緻密度保持在較高水準，而AlN在納米級時具有較高的熱導率。因而鎢銅複合材料中添加納米AlN顆粒，在保證緻密度的前提下，對提高鎢銅複合材料的熱導率有一定的促進作用。而與之相反，隨著AlN添加量的增加，鎢銅複合材料的電阻率升高，電導率發生下降。這是由於AlN的電導率低於基體中的鎢和銅，其含量的增多必然導致電阻率的升高，即電導率的下降。另外，隨著AlN的含量增加，材料的緻密度降低，尤其是在添加量≥2%時，緻密度下降尤為明顯。

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