W-Cu/AlN复合材料XRD分析

XRD（X-ray Diffraction）X射线衍射，其通过对材料进行X射线衍射，分析其衍射图谱，获得材料的成分、材料内部原子或分子的结构或形态等信息的研究手段。X射线是一种波长很短(约为20～0.06埃)的电磁波，能穿透一定厚度的物质，并能使荧光物质发光、照相乳胶感光、气体电离。在用电子束轰击金属“靶”产生的X射线中,包含与靶中各种元素对应的具有特定波长的X射线，称为特征（或标识）X射线。而通过对比热压烧结W-Cu和W-Cu/AlN烧结体得到的XRD图谱，可以看出热压烧结后W、Cu衍射峰强度明显升高、宽度变窄，这就说明了在烧结过程中W和Cu都发生了晶粒长大现象。在相同条件下烧结后，添加了纳米AlN颗粒的烧结体中W、Cu的衍射峰强度，低于未添加AlN颗粒的烧结体，其原因是纳米AlN颗粒在烧结过程中有效地抑制了W和Cu晶粒的长大。因此，纳米AlN的添加进一步保证了W-Cu复合材料的纳米结构特征，有效地降低了烧结后复合材料的晶粒尺寸。

通过对比不同添加量的AlN的烧结体的表面背散射电子形貌图，可以看出热压烧结后W-Cu和W-Cu/AlN复合材料都有较为致密和均匀的显微组织结构。其中，热压烧结的钨铜材料表面存在少量的大颗粒，这是由于W-W连接长大造成的。而随着AlN添加量的不断增加，其大大降低了W-W之间的接触几率，进而促使烧结后颗粒不断得到细化。但是，当纳米AlN添加量到达一定程度时，复合材料中出现了较多的铜池和孔隙，其主要原因是AlN颗粒在高温时与铜之间的润湿性较差，其添加量的增加阻碍了铜的液相流动，进而造成烧结体中的成分偏析和致密度的降低。另外，由于含量增加后团聚和烧结后晶粒长大的原因，AlN的颗粒尺寸也较大。AlN颗粒全部散于Cu相之中，这是因为AlN颗粒的添加方式为短时间球磨混粉，使其并未与基体中的W或Cu固体产生界面反映，并且AlN在高温下具有较好的稳定性，因此热压烧结后仍然较好的保持颗粒本身的性质。

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