钨铜电极烧结性能的内部影响因素

钨铜材料不但具有钨高硬度、高强度、高熔点、高密度、低热膨胀系数以及优良的耐磨耐蚀性，还具有铜良好的可塑性和优良的导电导热性，因而在电接触材料以及电极材料领域有着较为广泛的运用。但是由于二者的熔点和理化性质相差很大且完全不互溶，在制备工艺方面一般只能采用粉末冶金的方法，这也使得钨铜材料的应用范围受到了很大的限制。目前主要的制备钨铜复合材料主要方式是对W-Cu复合粉末进行高能球磨、压制、烧结，通过分析粉末本身粒度及组成和杂质所带来的对烧结性能的影响，从而更好地控制各项参数以达到高性能的钨铜电极产品。

一般来说，在制备钨铜电极材料的过程中，为了提高压坯的成型效果，会加入一些化学助剂，如无水乙醇、硬脂酸等。这些助剂会在后续的烧结工序中直接挥发或分解，在颗粒间形成气孔。当烧结温度不断升高，液相Cu流动性变差，气体没有完全逸出形成封闭的孔隙，从而影响钨铜电极的致密度。此外这些助剂还很可能分解形成一些C、H、O等杂质元素，其直径较小，在合金中有很强的扩展能力，因而比较容易在晶界、相界等能量较高的位置发生偏聚，甚至生成脆生相，使合金在断裂过程中的沿晶断裂数目增加，降低了整体的性能。

对于粉末粒度来说，当粉末的晶粒尺寸小到一定程度时，粉末烧结温度下降，比表面积增加，烧结活性增强，利于粉末的合金化。当粉末粒度达到纳米级别时，粉末扩散大大提高，致密化过程加快，同时也可加大最终钨铜电极的致密度。有实验表明，在一定烧结温度和保温时间下，烧结体中的W颗粒尺寸会随着球磨时间的增大而增大。这是由于W颗粒尺寸变小是W在Cu中的溶解度增大所致。此外，由于球磨过程中反复地冷焊、破碎，晶格发生了严重的畸变，从而贮能升高，导致W在Cu中溶解度升高。

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