烧结工艺对钨铜电极烧结性能的影响

除了钨铜粉末自身的粒度及组成和外来杂质对钨铜电极的烧结性能所产生的影响外，烧结工艺本身的参数控制也会对其性能产生一定的影响。烧结工艺对钨铜电极烧结性能的影响主要源于两个方面，其一是成型压力的影响，另一个则是烧结气氛的影响。在试样进行压制成型时，通常会经历三个变化阶段。第一阶段是滑动阶段，此时压坯的密度上升很快；第二阶段是在第一阶段的基础上继续加压，空隙度为减少，压坯的密度几乎不发生改变；第三阶段是当压力继续增大超过某一定值时，随着压力继续升高，压坯密度相对继续增加。一方面是由于压力的增大提高了材料在压制第三阶段的致密化程度，即当压力继续增大超过某一定值时，如果继续增大压力，使粉末所受到的挤压力与摩擦力大于其弹性应力，颗粒产生塑性变形以填塞粉末间隙，其密度进一步增加；另一方面，由于纳米晶粒本身就具有极大的表面自由能，若进一步增大压制压力，通颗粒会发生塑性变形且表面自由能进一步增大，熔点则进一步被降低。这就使得其在较低温度下就能够有效浸润W颗粒。

在钨铜复合材料球磨过程中，随着球磨时间的延长，就不避免地会带来杂质金属元素，真空烧结可有效排除杂质元素或其氧化物，起到提纯的作用；另外，真空烧结还有利于排除吸附气体（孔隙中残留气体以及反应气体产物），对促进烧结后期的收缩作用明显。此外，在烧结到一定温度时候应该对炉体充如惰性气体进行保护。但是，充入惰性气体的时机是一个至关重要的问题。若充入时间过早，材料表面铜颗粒没有完全熔化和封闭表面，氩气便会通过颗粒之间的缝隙进入材料体内填充原本被抽成真空的孔洞，增大液态铜在对钨颗粒间隙进行浸润与填塞时的阻力，并在铜熔化并封闭材料表面后形成气孔；若充入时间过晚，材料表面已经产生了裂纹，再充入惰性气体也就错过了最好时机。最佳的时机应该是当表面铜已经大部分熔化并封闭表面，而温度却又没有高到发的程度。这时候充入惰性气体能够降低引起液相Cu的扩散的驱动力，  保持材料内部铜含量的稳定。