钨铜电极中棒状钨晶粒成因分析——粉末形貌

在微波熔渗法中所制备的钨铜合金电极相比于常规烧结熔渗的样品最大的特点就是显微结构组织中棒状钨晶粒更为明显。而具有棒状钨晶粒的钨铜合金电极在硬度上以及各项综合性能上相比常规熔渗样品都有一个较为显著的提升。这是由于棒状钨晶粒的存在在一定程度上起到了纤维增强的作用，纤维强化金属基复合材料不仅具有较好的横向力学性能，且导电导热性能优良，在高温的情况下难熔金属的氧化飞溅能得到有效的控制，具有较好的耐磨耐蚀性。近几年来，随着国内复合材料工业的飞速发展，纤维增强复合材料也逐渐在各个领域发挥出重要作用，如高压容器、舰艇、导弹、人造卫星、飞机等。因此，研究微波熔渗法制备钨铜合金电极中棒状钨颗粒的成型机理也成为了相关研究人员和学者的一个新的研究热点，制备出排列规则且能定向生长的钨晶粒不仅仅对科研和生产有重大的突破性意义，而且这也将是对生产强化合金方法的一个新尝试。

通过多次试验以及对数据和SEM照片的分析，研究人员总结出了四个棒状钨晶粒的可能成因，并对其加以分析和探讨，分别是粉末形貌的影响、微波熔渗时钨颗粒发生重排和合并所引起的、熔渗后晶粒溶解析出长大而引起以及熔渗后晶粒长大引起。这里我们着重探讨粉末形貌对其的影响。从理论上说，粉末颗粒的形貌直接影响粉末的流动性以及压制性能，同时也会对烧结体的显微组织强度有一定的影响。从结构上分析，钨粉是典型的立方体结构晶粒，因而微波熔渗后的棒状钨晶粒不可能是由于钨粉原料形貌引起的。再从熔渗前钨骨架压坯形貌的SEM照片上分析，其存在有大量的孔隙，而并无棒状钨颗粒的存在。此外，对于同一批粉末，在同样的制备条件（温度、压强等）下，常规熔渗的钨铜合金电极样品表现出截然不同的晶粒生长方式，并无明显的棒状钨晶粒出现，这也进一步证明了棒状钨晶粒的形成与粉末形貌并无直接联系，而是与微波烧结中微波场的作用存在一定的联系。

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