钨粉粒度对钨铜电极显微组织的影响

同样以W-30Cu钨铜合金电极为例，对比不同粒度的钨粉所制备的W-30Cu钨铜合金电极在相同温度下保温一定时间的SEM照片，我们不难发现相同组分的钨铜合金W-30Cu电极，钨粉的粒径越小，钨粉分散较为均匀，但出现闭孔和缺陷的可能性越大，W晶粒大小不均，导致整体的均匀性较差；而反过来，钨粉粒径越大，相应的晶粒尺寸也越大，钨颗粒的分散性降低，钨颗粒间连接性减弱，闭孔也出现相对较少。以下是不同钨粉粒径所制备出W-30Cu钨铜合金电极SEM照片，从左至右钨粉粒径分别是（a）和（b）—2.9μm、（c）和（d）—4.2-4.8μm、（e）和（f）—11-13μm：

从理论上讲，在相同的烧结温度下，颗粒度较细的钨铜W-30Cu中的孔隙度要普遍小于颗粒度较粗的钨铜合金的孔隙度。这是由于在烧结的过程中（在1350℃的烧结温度下，表面扩散占主导作用），随着粉末粒度的减小，自由能增大，进一步促进烧结过程的进行，而颗粒的相互联结首先发生在颗粒的表面。钨粉粒度越细，意味着比表面积越大，表面的活性原子数也越多（表面能增大），从而使得表面扩散更易进行。粉末粒度的减小也以为了颗粒间扩散界面的增大，并缩短了扩散路程，从而增加了单位时间内扩散的原子数量。此外，粒径过粗时容易造成钨骨架孔隙不均，导致后期熔渗时出现铜的富集区；而粒径过细则容易发生颗粒的团聚，使得钨骨架中的通道容易发生闭合或堵塞，导致铜液难以完全浸润熔渗，在制品中留有部分孔隙，从而使得产品的组织成分分布不均匀。因此，钨粉的粒径以及粒径的组成对于熔渗过程有着显著的影响。