钨粉粒度大小对钨铜电极所造成的影响

因其较高的强度、良好的导电导热性能以及抗电弧烧蚀能力,钨铜电极材料已经逐渐成为了重要的电极应用材料之一。影响钨铜电极材料性能的因素有很多,而目前所能查阅到的绝大多数文献大多集中在制备工艺(钨骨架、密度、硬度、均匀性)对钨铜电极材料的影响,而这里我们主要探讨钨粉粒径或粒度大小对钨铜合金电极性能的影响。在组织结构上,具有相同成分的钨铜合金,其钨粉粒度越细,合金中钨晶粒尺寸越小,局部区域的钨W粉分散较为均匀,但其出现闭孔和缺陷的可能性也越大,铜Cu富集较多,整体的均匀性较差。

对于密度和硬度方面,随着粉末粒度变大,不同粒度钨粉所制备的钨骨架的压制密度与脱脂密度基本相同,且熔渗后钨铜合金的整体密度呈下降趋势。以钨铜W-30Cu合金为例,钨粉粒径为2.65μm时,硬度最高,布氏硬度可达222HB。随着粉末粒度增大,硬度减小,当钨粉粒径为8μm时硬度最低,布氏硬度为190HB。这是由于钨的密度较大且脆性也较大,粉末粒度减小,比表面积增大,表面能相对较高,烧结活性越大,烧结后体积收缩更加明显,使得合金中的W含量相应升高,合金整体密度增大,硬度也相对增加。在导电率的影响方面,钨粉粒度越小越容易造成压制时组织的不均匀性,烧结后的骨架中的通道容易发生闭合和堵塞,从而导致材料中产生铜的富集或孔隙缺陷,并造成铜液熔渗不足或不能有效补缩,降低了熔渗后铜网络格的完整性,使得电导率越小。

钨铜电极

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