發展鎢銅複合材料的重要意義

鎢銅複合材料由高熔點、高密度及低膨脹系數的鎢和高導電、高導熱的銅組成，兼具二者的優越性能，如具有高導電導熱性能、低膨脹系數、良好的高溫強度和抗電弧燒蝕性能等。早在上世紀三十年代，鎢銅複合材料由於其良好的耐壓強度和耐電燒蝕性能，在高壓電器開關等工業部門獲得了廣泛應用。進入六十年代，鎢銅複合材料逐漸在電阻焊電極、航空航天耐高溫零部件等領域獲得應用。此後，隨著制備技術的逐步提高，於九十年代作為電子封裝和熱沉材料開始在大規模集成電路和大功率電子器件等領域獲得了廣泛應用。進入二十一世紀，鎢銅複合材料更是作為破甲彈藥罩材料、導彈噴管材料及靶材等在軍事及高新技術領域引起關注。

現在，鎢銅複合材料由於其良好的導電、導熱性能及優異的熱穩定性，已成為大功率微波器件和超大規模集成電路基片、嵌塊、連接件及散熱元件等不可缺的關鍵材料，其高導熱、高熱穩定性及良好的近淨尺寸成形性，可提高微電子器件的使用功率，有利於實現器件的小型化和精密化發展。鎢銅複合材料的低熱膨脹系數及其熱膨脹系數的可調節性，有利於其與微電子器件中矽片、砷化鎵等半導體材料及管用陶瓷材料的連接匹配，避免熱應力導致的熱疲勞破壞，拓寬了鎢銅複合材料在微電子領域的應用範圍。

鎢銅複合材料由於其高導電、導熱性能，良好的抗電弧、抗摩擦及熱穩定性等，早已在電磁炮導軌、火箭導彈噴管喉襯及燃氣舵等高溫領域獲得重要應用。近年來，鎢銅複合材料逐漸被用作破甲彈藥罩材料，其高密度、高聲速及良好的力學性能，有利於提高破甲彈的破甲威力。歐美等發達國家研究表明，與純銅破甲彈藥罩相比，鎢銅複合材料藥罩在三倍口徑炸高的條件下，其破甲深度可提高 30%。隨著高性能鎢銅複合材料的制備技術和應用研究的不斷發展，在軍事工業中的應用前景將更加廣闊。

鎢銅複合材料是一種重要的粉末冶金材料，目前廣泛應用的制備方法之一是“熔滲法”。該方法是將鎢粉或者鎢粉與少量銅粉的混合物壓制成坯，通過一定溫度下的預燒制備成多孔鎢骨架，再將金屬銅熔化並利用毛細管力作用使其沿鎢顆粒間隙流動逐漸填充骨架，獲得鎢銅複合材料。溶滲法制備的材料具有致密度高，燒結性能好，導電、導熱性能理想等優點。

由於鎢和銅熔點差距大且互不相溶，采用粉末冶金法制備的鎢銅複合材料常有致密度不高的問題，通常導致材料的導電、導熱及力學性能不足。為了不斷滿足工業發展提出的新要求，鎢銅複合材料的制備技術面臨重大改革的任務。近年來，高度彌散、納米化粉末制備技術、新型壓制及燒結技術的快速發展，使鎢銅複合材料的性能獲得了進一步提高，有效拓寬了其在高新領域的應用前景。


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