鎢銅薄板坯燒結過程研究

鎢銅材料完美結合了鎢高硬度、高熔點、高強度、低熱膨脹係數以及優良的耐磨耐蝕性的優點和銅高塑性以及優良的導電導熱性，並且其還具有一個其他材料難以具備的優勢：就是由於鎢和銅二者的熔點相差較大（鎢為3380℃，銅為1083℃）約2000℃，在超過銅熔點溫度下，銅發生蒸發氣化帶走大部分熱量，使得基體能夠保持良好的工作性能，因此其也被稱為發汗熱沉材料。隨著如今電子器件發展趨向於小型化和高功率化發展，相關器件的發熱和散熱是一個必然過程，而鎢銅合金所具備的優良性能能夠滿足大功率器件的散熱需求，並且其還可以調節熱膨脹係數，與微電子器件器件中不同的半導體材料進行很好的匹配連接，從而有效避免的熱應力所引起的熱疲勞破壞。因此，在一些大型積體電路與大功率微波器件中鎢銅合金薄板作為電子封裝基板、散熱片、連接件以及其他微電子殼體材料等方面有著較為廣闊的而應用前景。

鎢銅合金板作為電子封裝材料時對理論密度有著較為嚴格的要求，一般要大於98%，厚度一般要求小於1mm，採用傳統鎢銅粉末冶金製造技術難以滿足日益增多的性能需求。近幾年來，相關的研究人員和學者研究了超細粉末製備、緻密性工藝和合金成型技術等方面。對於鎢銅合金薄板燒結過程，鎢銅兩相的表面潤濕性對燒結緻密化、合金組織與性能影響極大，而鎢銅兩相潤濕性取決於燒結溫度。通過實驗可以發現，在1200℃燒結時，鎢顆粒發生團聚，銅相並沒有進入鎢顆粒團中，在鎢顆粒團和銅相之間存在很多細小的孔隙，這是說明在該溫度下，銅相對鎢顆粒的浸潤性較差；當燒結溫度升高到1300℃時，鎢銅兩相的浸潤性提高，銅相能夠浸入大部分團聚的鎢顆粒之間，有利於孔隙的流動和鎢顆粒發生重排，兩相均勻分佈，從而緻密度大幅度提高。隨著燒結溫度的提高，這時會出現銅相的聚集，即銅池或銅窪現象，為鎢顆粒間重新發生團聚並相互連接長大提供了條件，使鎢銅合金在高溫燒結階段密度迅速增加。另外，通過結合非晶體粘性流動燒結理論分析，可以較為科學地論證鎢銅合金薄板燒結的動力學特徵。

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