Относно изследванията върху волфрамови медни композитни материали
Композитните материали от волфрам-мед имат висока електрическа и топлопроводимост, нисък коефициент на разширение, добра устойчивост при висока температура и устойчивост на дъгова аблация и са широко използвани в електротехниката, механичната обработка, електронната информация и други области. Тази статия въвежда традиционния процес и новата технология за приготвяне на композитни материали от волфрам-мед, прави преглед на приложенията му в областта на електрическите ключове, електродите, микроелектрониката и военната промишленост и предвижда технологията за приготвяне и развитието на приложението.
Предговор
Изследванията и разработките на композитни материали волфрам-мед могат да бъдат проследени до 30-те години на миналия век. Поради добрата си устойчивост на напрежение и устойчивост на електрическа аблация, той се използва широко в промишлени сектори като електрически превключватели с високо напрежение. През 60-те години на миналия век композитните материали от волфрам-мед постепенно намират приложение в области като електроди за съпротивително заваряване и компоненти, устойчиви на високи температури в космическото пространство. Оттогава, с постепенното подобряване на технологията за подготовка и непрекъснатото разширяване на полетата на приложение, разработването и приложението на композитни материали от волфрам-мед постепенно узрява. През 90-те години на миналия век, като електронни опаковки и материали за радиатор, те започнаха да се използват в широкомащабни интегрални схеми и приложения с висока мощност. Електронните устройства и други области получиха широко внимание. Навлизайки в 21-ви век, композитните материали от волфрам-мед се използват във военни и високотехнологични области като материали за покритие на бронебойни боеприпаси, материали за ракетни сопла и материали за мишени [1].
Волфрам-медните композитни материали са съставени от волфрам с висока точка на топене, висока плътност и нисък коефициент на разширение и мед с висока електрическа и топлопроводимост. Той има превъзходните свойства и на двете и се използва широко в промишлени сектори като електроника, електрически уреди, машини и космонавтика [2 ~ 4], има широки перспективи за приложение в много високотехнологични области. Има обаче голяма разлика между точките на топене на волфрам и мед и те са несъвместими една с друга. Плътността на композитните материали волфрам-мед, получени чрез праховата металургия, не е висока, което обикновено води до недостатъчна електрическа проводимост, топлопроводимост и механични свойства на материала. За да отговаря непрекъснато на новите изисквания, поставени от промишленото развитие, технологията за подготовка и разработването на приложение на композитни материали от волфрам-мед са преминали през серия от сложни процеси на развитие.
1. Технология на получаване на волфрам-медни композитни материали
1.1 Метод на проникване
Методът на инфилтрация е да пресовате волфрамов прах или смес от волфрамов прах и малко количество меден прах в заготовка и да подготвите порест волфрамов скелет чрез предварително синтероване при определена температура и след това да разтопите металната мед и да използвате капилярна сила за да тече през пролуките между волфрамовите частици. Скелетът се запълва постепенно, за да се получи композитен материал волфрам-мед [5]. Тъй като свързването на порите и консистенцията на размера на волфрамовия скелет са трудни за контролиране, е трудно да се осигури равномерно разпределение на медната фаза след инфилтрация и богатата на мед кожа след инфилтрация трябва да се обработва по-късно, което не е благоприятно за производство на детайли със сложни форми [ 6-8]. Въпреки това, като един от широко използваните традиционни методи за приготвяне на композитни материали от волфрам-мед, материалите, приготвени чрез метода на инфилтрация на разтвор, имат предимствата на висока плътност, добро синтероване и идеална електрическа и топлопроводимост.
1. 2 Високотемпературен метод на синтероване в течна фаза
Методът на синтероване при висока температура в течна фаза смесва и оформя определена пропорция волфрамов прах и меден прах и ги синтероват при температура над точката на топене на медта, за да се получи композитен материал волфрам-мед. Поради лошата омокряемост на повърхността на течната мед и волфрам, процесът на уплътняване на синтероване на композитни материали волфрам-мед, получени чрез този процес, е главно пренареждане на частиците, което влияе върху плътността на синтероване на крайния материал. Въпреки това, като един от традиционните методи за получаване на композитни материали от волфрам-мед, методът за синтероване при висока температура в течна фаза има предимствата на прост производствен процес, лесна работа и контрол [9, 10].
1. 3 Метод на синтероване в активирана течна фаза
Методът на синтероване в активирана течна фаза се отнася до добавяне на следи от Pd, Ni, Co, Fe и други активиращи елементи по време на процеса на синтероване при висока температура в течна фаза за приготвяне на композитни материали от волфрам-мед за подобряване на ефекта на синтероване и получаване на композит от волфрам-мед материали. Тъй като добавянето на активиращи елементи ще повлияе на електрическата и топлопроводимостта на материала в различна степен, това не е благоприятно за приложението му в термични, електрически контролни и други материали.
