MOCu合金的开发和研究进展

对Ｍ０＿Ｃｕ合金粉末压坯进行预烧结，主要是使 压坯产生一定的强度，并将Ｍ０＿ｃｕ粉末压坯用氢气 进行充分的还原，为下一步烧结打下基础。预烧结应 在中温烧结炉内进行，主要工艺为：加热温度为ｚｏｏ～ ５００℃，氢气保护，预烧结时问为１～５ｈ。
２．４ Ｍ吨ｎ合金的烧结
ＭＤ—ｃｕ合金的烧结方法主要有以下几种。
冷等静压成形是借助高压泵把流体介质压人耐 高压的钢质密封容器内，高压流体的静压力直接作用 在弹性模套内的粉末上，粉体在同一时间内在各个方 向上均衡的受压而获得密度分布均匀和强度较高的 压坯。冷等静压比模压压出的压坯密度分布均匀，是 制作ＭＤ．ｃｕ合金常用的成形方法。 ２．２．３注射成形
竺一 围２ 盘囊粉末注射成形工艺流程圈Ⅲ 金属粉末注射成形（Ｍ【Ｍ）技术是一种从塑料注 射成形引伸出来的新型粉末冶金成形技术。图２是 金属粉末注射成形工艺流程图，该技术材料利用率 高．在制备具有复杂形状，均匀组织结构和高性能的 高精度产品方面具有独特的优势，被誉为“当今最热 门的零部件成形技术眦““］。国外采用粘结剂为３５％ 聚丙烯、６０％石蜡和５％硬脂酸组成．与钼粉混合（加 热至１２０℃），粗钼粉（４．１“ｍ）用作注射成形的骨架， 细钼粉（２．５＂ｍ）与铜粉混合作为浸溃的基体。在 １２００～１５００℃烧结钼骨架，在１１５０℃浸渍ｏ“． ２．３ Ｍｏ＿ｃｕ合金粉末压坯的预烧结
烧结致密化机理的研究表明，要达到高度致密化 所具备的基本条件是ｏ“…；
（１）固相可部分溶解于液相之中； （２）固相与液相接触角接近于零； （３）单靠颗粒重排的液相至少大于５０％。 只有满足以上三个基本条件，材料烧结过程中物 质的迁移才能顺利进行，得到高致密的粉末冶金材 料。 由烧结致密化的基本条件可以知道，要实现高致 密化，必须改善粉末的烧结性能，促进烧结过程中的
２．２ Ｍｏ《Ⅱ台金粉末合金粉末放进钢质压模内压
制，图１是模压的压制示意图。由于粉末在压模内所
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粉末冶金工业
第１７卷
／
霎 重 阴模 粉末
一 下模冲
圈１模压的压制示意圈”７】
受的压力是不均匀的，会造成压坯各部分的致密化程 度不同。而且当压力停止后，由于压坯存在着很大的 内应力。容易产生膨胀现象口“。 ２．２．２等静压成形ｏ“罅］
ｒｉ北ｄ Ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ５ ｉｎ ｐｒｏｄｕｎｉｏｎ ａｒｅ ｄｉ５ｃｕｓｓｅｄ
ｌ昀ｒ删ｓ：ｐｏｗｄｅｒ工Ｉｌｅｔａｌｌｕｒｇｙ；１Ⅵ０．Ｃｕ ａｌｌ。ｙ；ｓｉｎｔｅｒ
Ｍ０＿ｃｕ合金是由高熔点、低线胀系数的Ｍｏ和 高导电、导热率的ｃｕ制成的假合金（Ｐｓｅｕｄｏ ａｌｌｏｙ）。 两组元之间互不溶解的特性使它们在复合之后呈现 出两元素本征物理特性的特定组合，可以根据使用要
添加活化元素Ｎｌ烧结，一般按比例＂（Ｎｉ）／ｔ￡， （Ｃｕ）＝１／４～１／５加入，可获得烧结密度很高的产品， 其线胀系数相当稳定且完全与９５％舢ｚｑ瓷匹配。
Ｎｉ的加入促进了№、ｃｕ相的烧结过程和提高了材
料的致密度，主要是因为Ｎｉ既能溶解于Ｍｏ，又能溶 解于ｃｕ，在烧结过程中改善了烧结体物质的迁移并 提高了Ｍｏ相与Ｃｕ相之间的润湿性。但Ｎｉ的加人 会降低Ｍ。＿Ｃｕ材料的导热系数，对于既要求线胀系 数匹配，又要求高导热系数的场合，最好不要加入镍 或其他会降低导热系数的元素。 ３．１．ｚ添加ＮＨ。ａ进行活化
２ ＭＯＣｕ合金的制作工艺
Ｍ０＿ｃｕ合金的制作主要是采用传统的粉末冶金 法ｍ１“，其制作工艺主要有以下四个步骤：Ｍｏ－ｃｕ合 金粉末的混合、成形、预烧结和烧结。 ２．１ Ｍｏ℃Ⅱ合金粉末的混合
Ｍｏ—ｃｕ合金粉末的混合目前主要采用机械法和 化学法，以下是对这两种方法的简要介绍：
２．１．１机械法∞２”
机械法是使用最广泛的粉末混合方法，对于高含
高能球磨机械合金化是靠研磨机的转动或振动 使介质对粉末进行强烈的撞击、研磨和搅拌，把粉末 破碎成纳米级粒子。同时，不同元素问还发生相互扩 散，导致ｃｕ和Ｍｏ的混合粉在高能球磨的作用下，不 但可获得分布均匀的合金粉，还可获得细小的纳米 晶。经过高能球磨后的Ｍ０－ｃｕ合金粉末还聚集了大 量的畸变能，活化了烧结，显著提高了烧结密度。北 京科技大学的贾成厂、李晓红和西北有色金属研究院 的刘海彦，李增峰等在这方面做了深入的研究取得了 不小的进展。
吉洪亮ｎ“‘３３等研究了ＮＨ。ａ对Ｍ０＿Ｃｕ合金烧 结的活化机理，在机械合金化过程中加入ＮＨ。Ｃｌ，由 于高能球磨的作用，ＮＨ。ｃ１均匀分散到粉末体系中 去，其中一部分与Ｍｏ、ｃｕ形成不稳定的氯化物。在 粉末烧结过程中，在高温作用下，ＮＨ。ｃ１分解为气体， 使被包覆的粉末露出新鲜的表面，改善了Ｍｏ、Ｃｕ之 间的润湿性，促进了颗粒重排过程的完成及Ｍｏ、ｃｕ 相之间的溶解与润湿的结合，从而改善了合金的烧结 过程，提高了材料的致密度。 ３．１．３ 高能球磨机械合金化ｏ“４“”
文综述了Ｍｏ－ｃｕ舍金的基本性能、制备方击、应用和国内外的最新研究进展，概述了其致密化方
法，并对其目前存在的问题进行了探讨。
关键词：粉末冶垒；Ｍ。＿Ｃｕ台宝；烧结
中圈分类号：ＴＦｌ２５．２
文献标识码：Ａ
文童编号：１００６～６５４３（２００７）０５—００４０一０６
ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＡＮＤ ＤＥＶＥＬＤＰＭＥＮＴ ＯＦ Ｍｏ－Ｃｕ ＡＬＬＯＹ
２．４．１混粉烧结法㈨４１２日 这种方法是最简单和最原始的方法，是将按比例
混合和压制好的ＭＤ＿Ｃｕ合金粉末的坯料，根据不同 成分采用不同的烧结温度（一般为１３００～１５００℃）。 这种方法很难制得高密度坯料，带有较大的孔隙，使 导热性及其他性能降低。 ２．４．２混粉烧结后再熔渗法ｏ。“”。”
这是在钼粉中加入一定比例的铜粉（没有达到成 品要求的比例）混合、压制、烧结，然后渗铜，以达到完 全致密化和所需铜的比例。一般对含铜量”（ｃｕ）＞ ２５％的产品适用．可获得较高的相对密度。 ２．４．３烧结钼骨架熔渗法ｏ。“”１
ｄｅｓ曲ｅｃＬ ５哪‘ ｕｓｅｄ鼬ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｐａｃｋｌｇｉ。】ｇ ｍａｔ甜ａｌ ａＩｌｄ｝州ｓｉｒｌｋ叫ｔｅｒｉａｌ．Ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｆａｂｒｉｃａｔｉ。１９ ｍｅｔｈｏｄｓ，ａＰ。
ｐｌｉｃａｔｉｏｎ肌ｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ０ｆ Ｍｏ－ｃｕ ａｎｏｙ ａｒｅ
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性。从表３列出的数据可以知道，ＭｐＣｕ合金有较低 的线胀系数。与陶瓷有很好的匹配性，可以用来作为 金属和陶瓷的封接材料。表４是北京有色金属研究 总院生产的Ｍ。－Ｃｕ合金成分及性能，该院的产品致 密度达到９９％以上，可以用作封装材料、电触头材料 和热沉材料。
收稿日期；２００６—１ｌ一２１ 作者简介：韩胜利（１９７８一），男，汉，河南项城人，在读博士．研究方向为电子封装材料
铜量的Ｍｏ－ｃｕ合金粉主要是采用该法，该法操作简
便，只需将一定配比的Ｍ０＿ｃｕ合金粉末放人混料机
中，混合一定的时间即可。该方法适合大批量ＭＤ＿Ｃｕ
合金粉末的混合。
．
２．１．２ 化学法
对于小批量和含铜量较低（＂（Ｃｕ）＜１０％）的
ＭＤ＿ｃｕ合金粉的混合，当采用机械法时，从混粉的均
匀性方面来讲，不如采用化学沉积法效果好。化学沉
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Ａｂｓ们Ｉｃｔ：Ｍ０＿Ｃｕ ａｌｌｏｙ ｏｆ ｈｉｇｈ ｔ１１ｅｍｌａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ １０ｗ ｔｈｅｎｎａｌ ｅｘｐａｌｌｓｉｏｎ ｃｏｅｆｎｄｅｎｔ ｉ５ ｗｉｄｅｌｙ
万方数据
第５期
韩胜利等：Ｍ＇ｃｕ台金的开发和研究进展
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从表２可以看出．随着铜含量的增加，ＭＤｒｃｕ合 金的导电性和导热性增加，线胀系数也增大。因此， 可以根据不同的需要设计出不同的成分组合以制成 所需的线胀系数、热导率和电导率的Ｍ０＿ｃｕ合金。 钼铜材料在常温和中温时，既有较好的强度，又有一 定的塑性，面当处于超过银的熔点的高温时，材料中 所含有的铜可以液化蒸发吸热起到冷却作用（发汗冷 却），因此可以作为特殊用途的高温材料，如耐火药燃 烧温度的喷管喉衬，高温电弧作用下的电触头等。另 外，由于钼、铜均为非铁磁性金属，因此，所组成的钼 铜材料也为无磁性，这就使它们有可能在各种有磁场 作用下代替常规由铁族元素组成的带磁性的各种合 金‘“。
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韩胜利等；Ｍｏｃｕ合金的开发和研究进展
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物质迁移。实现烧结致密化可以采用以下方法：（１） 提高成形压力来提高生坯密度，但这仅在一定的压力 范围内有效且作用有限，不适当地提高压力易引起压 坯分层和模具损耗等同题。（２）提高烧结温度（直到 １４００～１６００℃），密度可明显提高，但显然对烧结条件 要求苛刻，并且高温下尺寸变形严重，液相铜过分溢 出使成分发生偏移。显然，只有通过缩短粉末颗粒间 物质的输送距离，提高系统烧结活性，才有可能提高 致密化的程度和速度。要提高系统的烧结活性（也就 是我们常说的活化烧结），所采用的工艺主要有以下 两种。 ３．１．１添加活化元素Ｎｉ烧结口。“”］
３．２后续处理使其致密化 研究证明，采用活化烧结、氧化物粉末共还原烧
结以及大气压固结等先进的制备技术和工艺能够有 效地加速致密化过程、提高致密化程度，改善材料的 组织结构和性能。但活化剂、球磨介质等杂质的引 人，对材料的导热性和导电性能具有较大的负面影 响【３…。因此，可以通过后续处理来进一步提高材料 的致密度，改善材料的组织结构和性能。常用的后续 处理工艺有（１）复压复烧；（２）热等静压；（３）锤锻；（４） 冷、热轧。这些方法都是进一步提高ＭＤ＿Ｃｕ材料的 致密度和改善其组织与性能的有效方法“…。
求灵活、准确地设计成分””］。Ｍｏ＿Ｃｕ合金被广泛 应用于电触头材料、热沉材料，电子封装材料和航天 高温材料等领域ｍ－１”。