钨铜FGM原理及特点是主要通过连续控制材料的微观要素，使界面的成分和组织呈连续性变化。其主要特征包括：材料的组分和结构呈连续性梯度变化；
材料内部没有明显的界面；
材料的性质也呈连续性梯度变化。

钨铜复合材料硬度最经常使用的是布氏硬度（HB）或洛氏硬度（HR）。随着AlN添加量以及硬度测量值绘制变化曲线，我们不难得到钨铜复合材料的硬度随着纳米AlN颗粒的添加量的增加而提高，这也说明了AlN颗粒的加入虽然减小了W-W之间的连接，但是其起到了细晶强化和弥散强化的作用，尤其对基体铜有着更好的强化作用。而当添加量超过1%时，硬度的升高趋势变缓，这是因为钨铜复合材料的致密度下降，而导致基体中的孔隙增加。

在抗弯强度方面，当纳米AlN添加量≤1%时，钨铜复合材料的抗弯强度变化并不大，略有降低；而当其添加量＞1%时，强度值发生大幅度下降。其主要是由于一方面致密度发生降低，另一方面是随着AlN纳米颗粒的含量增加，基体晶界上的增强相颗粒分布过多，大大降低了烧结过程中基体W之间的结合率，使得颗粒间的结合强度降低，抗弯强度也随之降低。

从W-Cu/AlN的断口形貌图上看，其烧结体致密度较高，内部没有明显的孔隙存在；从添加AlN的复合材料断口可以看出，其中的颗粒大小非常均匀，颗粒尺寸明显小于钨铜复合材料，这也与烧结体表面形貌分析不谋而合；另外，还能够确定的是添加AlN后的钨铜复合材料断裂面更为平整，这也进一步证实了AlN的加入一方面细化了组织晶粒，另一方面也导致了钨铜复合材料的韧性下降。

此外，由于钨铜复合材料常被用于电加工、电接触等领域，其导电和导热性能是钨铜复合材料最重要的两大性能。传导电流的能力就被称为导电性。各种配比的钨铜导电性各不相同，其中铜含量高其导电性也比较高，反之则导电性比较低。通常用电导率σ来表示它们的导电能力。热导率又称导热系数，是钨铜复合材料导热能力的量度。其指的是当温度垂直向下梯度为1℃/m时，单位时间内通过单位水平截面积所传递的热量，一般采用λ或K表示。对于导热性能来说，纳米AlN颗粒的添加并不会降低钨铜复合材料的热导率，相反还会有所升高。这是由于在低添加量时，材料的致密度保持在较高水平，而AlN在纳米级时具有较高的热导率。因而钨铜复合材料中添加纳米AlN颗粒，在保证致密度的前提下，对提高钨铜复合材料的热导率有一定的促进作用。而与之相反，随着AlN添加量的增加，钨铜复合材料的电阻率升高，电导率发生下降。这是由于AlN的电导率低于基体中的钨和铜，其含量的增多必然导致电阻率的升高，即电导率的下降。另外，随着AlN的含量增加，材料的致密度降低，尤其是在添加量≥2%时，致密度下降尤为明显。

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钨丝常用于白炽灯灯丝，因其具有良好的高温使用性能、室温使用性能和丝径一致性等特点。

高温使用性能
钨具有良好的高温性能，钨丝的工作温度在2300~2800℃之间。早期，钨丝灯泡寿命较短，其主要是应为钨灯丝的工作温度超过了其再结晶温度，导致灯丝出现了下垂现象，导致灯泡失效。为了解决该问题，在钨的粉末冶金过程中掺杂了少量的硅、钾、铝等氧化物，其含量不超过1%，制得新型高温掺杂钨丝。这种新型的高温钨丝可以改善纯钨丝下垂现象，其原因主要是掺杂钨丝的再结晶温度较高，且其晶体结构呈长条状互相搭结的粗大晶粒，能够大大提高其高温抗下垂的能力。

XRD（X-ray Diffraction）X射线衍射，其通过对材料进行X射线衍射，分析其衍射图谱，获得材料的成分、材料内部原子或分子的结构或形态等信息的研究手段。X射线是一种波长很短(约为20～0.06埃)的电磁波，能穿透一定厚度的物质，并能使荧光物质发光、照相乳胶感光、气体电离。在用电子束轰击金属“靶”产生的X射线中,包含与靶中各种元素对应的具有特定波长的X射线，称为特征（或标识）X射线。而通过对比热压烧结W-Cu和W-Cu/AlN烧结体得到的XRD图谱，可以看出热压烧结后W、Cu衍射峰强度明显升高、宽度变窄，这就说明了在烧结过程中W和Cu都发生了晶粒长大现象。在相同条件下烧结后，添加了纳米AlN颗粒的烧结体中W、Cu的衍射峰强度，低于未添加AlN颗粒的烧结体，其原因是纳米AlN颗粒在烧结过程中有效地抑制了W和Cu晶粒的长大。因此，纳米AlN的添加进一步保证了W-Cu复合材料的纳米结构特征，有效地降低了烧结后复合材料的晶粒尺寸。

通过对比不同添加量的AlN的烧结体的表面背散射电子形貌图，可以看出热压烧结后W-Cu和W-Cu/AlN复合材料都有较为致密和均匀的显微组织结构。其中，热压烧结的钨铜材料表面存在少量的大颗粒，这是由于W-W连接长大造成的。而随着AlN添加量的不断增加，其大大降低了W-W之间的接触几率，进而促使烧结后颗粒不断得到细化。但是，当纳米AlN添加量到达一定程度时，复合材料中出现了较多的铜池和孔隙，其主要原因是AlN颗粒在高温时与铜之间的润湿性较差，其添加量的增加阻碍了铜的液相流动，进而造成烧结体中的成分偏析和致密度的降低。另外，由于含量增加后团聚和烧结后晶粒长大的原因，AlN的颗粒尺寸也较大。AlN颗粒全部散于Cu相之中，这是因为AlN颗粒的添加方式为短时间球磨混粉，使其并未与基体中的W或Cu固体产生界面反映，并且AlN在高温下具有较好的稳定性，因此热压烧结后仍然较好的保持颗粒本身的性质。

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