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成果信息

冷噴涂是近年發(fā)展起來(lái)的一種新型噴涂技術(shù)，由于噴涂溫度較低，噴涂材料不易氧化，涂層能夠保持原始設(shè)計(jì)成分；另外熱影響小、熱殘余應(yīng)力低，能夠制備厚涂層及塊體材料。然而研究發(fā)現(xiàn)，采用兩組元或多組元機(jī)械混合粉體喂料制備冷噴涂復(fù)合涂層時(shí)，如果不同組元之間顆粒材料的特性相差較大，則它們的沉積行為及沉積難易程度就會(huì)各不相同，最終導(dǎo)致涂層中軟質(zhì)相含量較高、硬質(zhì)相含量偏低，使涂層偏離設(shè)計(jì)成分；即使通過(guò)提高混合粉體中硬質(zhì)相的相對(duì)含量也很難從根本上解決上述問(wèn)題。本發(fā)明提供了一種以銅包鎢粉末為原料用冷噴涂技術(shù)制備鎢、銅復(fù)合材料的新方法。制備的復(fù)合材料沉積體無(wú)氧化，保持了與粉體喂料相同的組織結(jié)構(gòu)；W和Cu兩相分布均勻，無(wú)偏聚，孔隙率低；硬質(zhì)相鎢含量比采用混合粉制備的涂層大幅度提高；而且還可以通過(guò)后續(xù)致密化處理使材料進(jìn)一步致密化。 )

背景介紹

由于W和Cu兩種材料的熔點(diǎn)相差較大，采用熔鑄方法很難使兩組元之間均勻熔化和熔合，傳統(tǒng)的W-Cu復(fù)合材料制備方法主要采用粉末冶金制備技術(shù)：包括熔滲法、活化燒結(jié)法等。熔滲燒結(jié)時(shí)，液相Cu僅靠W骨架孔隙的毛細(xì)管作用滲入，銅凝固相不容易細(xì)小均勻；而高溫?zé)Y(jié)又會(huì)使W顆粒聚集長(zhǎng)大，最終形成粗大不均勻的組織?；罨療Y(jié)法通常是在W粉中加入少量Fe、Ni、Co等活化劑，但活化劑的加入會(huì)顯著的降低W-Cu材料的電導(dǎo)率，同時(shí)活化燒結(jié)后鎢坯的收縮變形較大，并且其燒結(jié)率隨燒結(jié)溫度的不同而變化，鎢坯的密度不好控制，最終導(dǎo)致滲銅后W-Cu材料的化學(xué)成分偏差較大。這些組織的不致密與不均勻最終影響材料的關(guān)鍵性能如硬度、斷裂強(qiáng)度、電導(dǎo)率、熱導(dǎo)率等隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)高比重W-Cu合金的成分、結(jié)構(gòu)形態(tài)，強(qiáng)度、致密性以及尺寸穩(wěn)定性及變形能力等性能要求越來(lái)越高，急需制備技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展。 )

應(yīng)用前景

中國(guó)是鎢資源大國(guó)，鎢儲(chǔ)量居世界第一位，這為我們加大對(duì)鎢系高比重合金制品的研發(fā)和生產(chǎn)提供了便利條件。W-Cu復(fù)合材料是由高熔點(diǎn)、低熱膨脹系數(shù)的鎢和高導(dǎo)電、導(dǎo)熱率的銅所組成的既不互溶又不形成金屬間化合物的組織。鎢、銅之間的弱相互作用，使之能具備兩者本征物理性能的有機(jī)組合，因此，被廣泛地用于高性能電觸頭材料、電極材料、電子封裝材料以及航天和軍工領(lǐng)域高溫用材料等?？梢?jiàn)，按本方法制備W-Cu復(fù)合材料具有工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)周期短、成本低，加工靈活、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景廣闊，市場(chǎng)價(jià)值巨大。)