水热合成法制备超细钨铜粉末

钨铜合金由于强度高、硬度高,而且具有耐电弧侵蚀性、抗熔焊性的优点,在电阻焊、电触头材料、电火花加工等离子电极材料上具有广泛的应用。具体可用在大规模集成电路中的引线框架、固态微波管等电子器件中的热沉基片、航天技术中短时耐高温热侵蚀的火箭喷管喉衬等部件的重要材料。

目前,钨铜合金通常采用熔渗法制备。之所以不适合采用粉末冶金法,是由于 钨和铜液相润湿角不为零且两者又互不溶解,因此无论是液相烧结或是固相烧结均难以使烧结产品的相对密度大于98%。

水热合成法制备超细钨铜粉末图片

不过随着纳米技术的进步,近年来,钨铜合金制备逐渐转向了超细钨铜复合粉末的制备工艺方面。通过制备出颗粒细小、弥散分布均匀的钨铜复合粉末则可以提高烧结活性,进而可获得物理性能良好、致密度高的的钨铜合金。已有的方法包括:化学共沉淀法、溶胶-喷雾干燥-共还原法等,但多数方法工艺繁琐,不易操作,且制得的复合粉末分散性、均匀性不高。所以,有学者化繁为简,尝试用最常用的水热合成法制备超细钨铜粉末,那么过程和结果又如何呢?

按质量比为1.42~0.20取钨酸钠和硝酸铜为原料,然后分别配制成溶液,其中硝酸铜浓度为2.0~2.2mol/L,钨酸钠浓度为1.29~0.18mol/L,然后将配制的钨酸钠溶液加至硝酸铜溶液中,充分混合,制得混合溶液,之后用NaOH溶液调节混合溶液pH值为5~6,使混合溶液出现溶胶;再将所得含溶胶的混合溶液装入高压反应釜中,于压强为6~20MPa、温度为160~180℃条件下反应20~25h后,自然冷却;最后,将反应所得产物滤出后,依次用无水乙醇和去离子水洗涤,洗涤后的样品于75~85℃条件下恒温脱水干燥7~8h,得钨铜氧化物固体复合粉末。

采用水热合成法制备超细钨铜粉末,在反应釜中一步制备出钨铜氧化物复合粉体,不用再进行热分解,保留了溶液中分子级的混合状态,可制得颗粒超细、组织均匀的钨铜氧化物复合粉末,从而改善钨铜合金的烧结性能,制备出致密度较高、导热导电性能优异的钨铜合金,并且该方法还减少了现有方法中前驱体溶液雾化、干燥和前驱体锻烧分解过程,工艺简单、易操作,可以节约了大量能源。

 

 

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