纳米结构钨铜复合材料发展与应用

相比于常规结晶材料，纳米结构钨铜复合材料具有不同的特异性能，如更高的致密度、更高的强度、更好的气密性以及更为优良的导电导热性能，因而受到了国内外相关材料研究人员的广泛关注。经过不同工艺制得的钨铜纳米复合粉体，粉末粒度极大地细化，分散度大大提高，这都将有效地改善W-Cu系统的烧结特性，从而有利于钨铜复合材料获得接近完全的致密度。

目前纳米结构钨铜复合材料的研究重点主要在制备工艺和烧结特性两个方面。制备工艺上，国内外研究较多是机械合金化法（Mechanical Alloying）、机械-热化学法（Mechanical Thermo-chemical Process）、喷雾干燥法（Spray Drying Method）、溶胶-凝胶法（Sol-Gel）等工艺。有研究表明钨铜氧化物共还原粉在高度弥散状态下，仅依靠毛细管作用就能引起颗粒重排，从而实现完全致密化。采用喷雾干燥燃烧结合后续还原处理制备的纳米结构钨铜复合粉体，在铜含量在20%-40%时，通过1250℃保温1h的烧结可以获得致密度98%以上；采用机械-热化学法与液相烧结结合的方法在没有烧结活化剂情况下，制得了平均颗粒尺寸1μm的钨颗粒；采用机械合金化法，在较低温度下（1100℃）液相烧结可有效强化粉体的烧结性能，这是由于钨铜假合金中同种颗粒W-W之间的相互作用以及不同颗粒间W-Cu的相互作用。其次，从烧结特性上看，由于纳米粉末的晶粒较为细小（一般粒径不大于100nm），比表面积较大，表面活性较强，粉末之间的接触面积也较大，烧结驱动力大，因而所需烧结温度较低且致密化速度快。

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