钨铜复合材料硬度最经常使用的是布氏硬度（HB）或洛氏硬度（HR）。随着AlN添加量以及硬度测量值绘制变化曲线，我们不难得到钨铜复合材料的硬度随着纳米AlN颗粒的添加量的增加而提高，这也说明了AlN颗粒的加入虽然减小了W-W之间的连接，但是其起到了细晶强化和弥散强化的作用，尤其对基体铜有着更好的强化作用。而当添加量超过1%时，硬度的升高趋势变缓，这是因为钨铜复合材料的致密度下降，而导致基体中的孔隙增加。

在抗弯强度方面，当纳米AlN添加量≤1%时，钨铜复合材料的抗弯强度变化并不大，略有降低；而当其添加量＞1%时，强度值发生大幅度下降。其主要是由于一方面致密度发生降低，另一方面是随着AlN纳米颗粒的含量增加，基体晶界上的增强相颗粒分布过多，大大降低了烧结过程中基体W之间的结合率，使得颗粒间的结合强度降低，抗弯强度也随之降低。

从W-Cu/AlN的断口形貌图上看，其烧结体致密度较高，内部没有明显的孔隙存在；从添加AlN的复合材料断口可以看出，其中的颗粒大小非常均匀，颗粒尺寸明显小于钨铜复合材料，这也与烧结体表面形貌分析不谋而合；另外，还能够确定的是添加AlN后的钨铜复合材料断裂面更为平整，这也进一步证实了AlN的加入一方面细化了组织晶粒，另一方面也导致了钨铜复合材料的韧性下降。

此外，由于钨铜复合材料常被用于电加工、电接触等领域，其导电和导热性能是钨铜复合材料最重要的两大性能。传导电流的能力就被称为导电性。各种配比的钨铜导电性各不相同，其中铜含量高其导电性也比较高，反之则导电性比较低。通常用电导率σ来表示它们的导电能力。热导率又称导热系数，是钨铜复合材料导热能力的量度。其指的是当温度垂直向下梯度为1℃/m时，单位时间内通过单位水平截面积所传递的热量，一般采用λ或K表示。对于导热性能来说，纳米AlN颗粒的添加并不会降低钨铜复合材料的热导率，相反还会有所升高。这是由于在低添加量时，材料的致密度保持在较高水平，而AlN在纳米级时具有较高的热导率。因而钨铜复合材料中添加纳米AlN颗粒，在保证致密度的前提下，对提高钨铜复合材料的热导率有一定的促进作用。而与之相反，随着AlN添加量的增加，钨铜复合材料的电阻率升高，电导率发生下降。这是由于AlN的电导率低于基体中的钨和铜，其含量的增多必然导致电阻率的升高，即电导率的下降。另外，随着AlN的含量增加，材料的致密度降低，尤其是在添加量≥2%时，致密度下降尤为明显。

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等离子体活化烧结（Plasma Activated Sintering，简称PAS）是利用开关直流脉冲电压在粉末颗粒间或空隙内产生瞬间的高温等离子体。而等离子体是一种高温、高活性离子化的电导气体，能产生4000-10000K的高温。也正因为其这样的特性，等离子体能迅速消除粉末颗粒表面所吸附的杂质和气体，促使物质产生高速度的扩散和迁移，从而有效地降低烧结温度，加快烧结的整体过程，极大地提高了烧结的效率。与自蔓延高温合成和微波烧结相似，它也是利用粉末内部产生的热量而实现快速烧结的工艺。

硬质合金喷嘴等离子体活化烧结工艺技术总的概括起来有四个主要阶段
1.对粉末施加单轴向的压力；
2.通脉冲电流放电产生等离子体对粉末颗粒进行活化作用；
3.用直流电对样品进行电阻加热至所需温度并保持一段时间；
4.最后消除应力的阶段。

而其中的第三阶段就是放电等离子体烧结与等离子体活化烧结工艺最大的不同之处，SPS工艺主要依靠脉冲电流进行加热，在整个烧结的过程中并没有使用到直流电作为热源。与常见的热压烧结法、无压常规烧结法、热等静压烧结法相比，硬质合金喷嘴等离子体活化烧结具有许多优势。其中较为突出的就是它采用直流电直接对粉末材料和石墨模具进行加热，而且采用开关直流脉冲电压使颗粒之间或空隙内产生高温活化等离子体。这样一来操作更为方便并且在烧结过程中可更为精确地控制烧结能，在材料内部进行均匀加热，提高了热传导效率，提高了材料的致密性。此外，PAS法可提供的工作压力范围和烧结温度可控范围更广，能有效抑制晶粒的长大，保持原始颗粒的微观结构，目前在梯度功能材料、金属间化合物、微晶材料、超导材料、纤维强化材料等用常规烧结法较难制备的材料中得到了较为广泛的运用。

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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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钨铜FGM粉浆浇注法是将原料粉末均匀混合成浆料，注入模型内干燥后进行连续控制浆料配比，从而形成成分连续变化的工艺。其属于无压成型工艺中的一种，最早起源于陶瓷工业中，直到上世纪40年代才开始在钨、钼、硬质合金和金属陶瓷等硬脆粉末的成形中应用。1956年用来成形不锈钢件。现在已用于制造纤维增强高温合金如钨合金纤维增强镍基高温合金，喷气发动机部件如涡轮叶片和燃气室零件等。

钨铜FGM粉浆浇注工艺包括制备粉浆和模具、浇注、注件干燥3个阶段。粉浆由金属粉末或纤维与母液构成。对粉浆的要求是具有一定的浓度(粉末重量占40%～70%)；粉末与母液润湿良好，颗粒表面不粘附气体；粉浆均匀悬浮不沉降等。用于粉浆浇注的原料粉末以细粉为宜，粒度常为5～10tim。母液是各种添加剂与水的混合液。添加剂有多种成分，包括粘结剂、分散剂、悬浮剂(稳定剂)、除气剂和滴定剂等。它们各有其作用。粘结剂可粘结粉末，提高注件强度，常用藻肮酸钠、聚乙烯醇。分散剂和悬浮剂可防止颗粒聚集，改善粉末与母液的润湿，形成稳定的悬浮液。

影响钨铜FGM粉浆浇注的因素有金属粉末特性如粒度、形状、粉浆特性（固液比、pH值、添加剂等）、热处理特性（注件在模内和出模后的干燥速度以及模具的孔隙度等）。为了得到不同类型的注件，粉浆浇注有实心浇注和空心浇注两种工艺。前者采用储存器或其他方法补充料浆，以使模具中完全充满料浆而得到实心注件；后者是控制粉浆的静置时间，当模壁上形成的粉层厚度适当时，将多余粉浆倒出而得到空心注件。

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