真空热压烧结制备Mo10_Cu3_陈卫

万方数据万方数据万方数据３４０粉末冶金材料科学弓１：程２００９年ｌＯ月力增加到４００ＭＰａ时相转变基本结束。

当压力除去后，这种ｙ正交相仍能保持，属亚稳相。

ｙ相加热到１２０℃时会逆转变为立方结构的ａ相。

常规烧结法是在常温下压制成形，然后进行烧结。

在压制过程中发生伉一ｙ相变，而后在烧结过程中随着温度升高，），相逆转变为ａ相，使得整个样品中的。

ｃ．ＺｒＷ２０８的含量居多；而热压法的加热和加压是同时进行的，相转变进行比较频繁，随着热压温度和压力增加，发生仅一ｙ相变，由于烧结样品体积膨胀而导致ｙ—ａ相转变受到抑制，从而使得复合材料体系内ｙ－ＺｒＷ２０８的含量较多，所以热压法制备的样品热膨胀系数高于常规烧结样品。

如果对热压样品进行后续热处理，使ｙ相转变为ａ相，其热膨胀系数应该会降低。

有研究证实，５００℃／２ｈ或４００℃／２４ｈ的热处理制度可以使Ｃｕ．ＺｒＷ２０８复合材料中大部分的ｙ相转变为仅相，同时不发生Ｃｕ与ＺｒＷ２０Ｒ之间的化学反应【１３１。

将热压法制备的不同ＺｒＷ２０８体积分数的Ｃｕ－ＺｒＷ２０８复合材料在４００℃下保温２４ｈ后随炉冷却，在１５０～３００℃温度范围内测试其热膨胀系数，结果表明：Ｃｕ．５０％ＺｒＷ２０８的平均热膨胀系数（温度范围１５０～３００℃）约为１０．８７×１０‘６Ｋ～，低于该材料在热处理前的平均热膨胀系数１１．２×１０拍Ｋ一，而Ｃｕ一６０％ＺｒＷ２０８的平均热膨胀系数（温度范围１５０～３００℃）降低至７．７７×１０书Ｋ－１，这与文献［１３］报道的结论近似。

Ｃｕ．５０％ＺｒＷ２０８复合材料的热导率和热膨胀系数与现有的Ｗ－Ｃｕ、Ｍｏ．Ｃｕ复合材料的热导率１４０－２１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）和热膨胀系数５．６×１０－６～９．１×１０－６Ｋ。

１相近，有望成为新型的低膨胀、高导热的电子封装材料。

ＺｒＷ２０８和Ｃｕ之间存在着巨大的热膨胀系数差，室温时达到２９×１０－６Ｋ，因此当复合材料从烧结温度冷却到室温时产生非常大的残余应力，即热错配应力。

SiC体积分数对铜基复合材料性能的影响蔡佳宁1,2，樊子民1，乐　晨2，李　鑫1,2，唐明强2，赵　放2（1. 西安科技大学材料科学与工程学院, 西安 710000）（2. 泉州天智合金材料科技有限公司, 福建泉州 362000）摘要　采用热压粉末冶金法引入Al和Mg元素制备SiC/Cu复合材料，研究SiC体积分数对SiC/Cu复合材料性能的影响。

采用X射线衍射、阿基米德排水法、三点弯曲法和扫描电镜分析复合材料样品的物相组成、相对密度、力学性能及微观形貌，并测定其导热系数和热膨胀系数，用ROM混合定律和Turner模型预测复合材料的热膨胀系数。

结果表明：试样基体中生成了AlCuMg相，强度大幅增加，且以混合型断裂为主；当SiC 体积分数较低时，SiC颗粒在基体中分散较均匀。

当SiC体积分数为35%时，SiC/Cu复合材料的致密度、抗弯强度、导热系数和热膨胀系数分别为98.81%、478 MPa、254.76 W/(m·K)和11.84 × 10−6 /K。

随着SiC体积分数的增加，SiC颗粒团聚较严重，复合材料的致密度、抗弯强度、导热系数和热膨胀系数随之降低，其硬度呈先增加后降低的趋势，在SiC体积分数为45%时达到最大值110 HRB。

Turner模型的预测值与复合材料实测值最为接近。

关键词　SiC/Cu复合材料；AlCuMg；力学性能；热学性能中图分类号　TB333　文献标志码　A 文章编号　1006-852X(2023)06-0743-07 DOI码　10.13394/ki.jgszz.2022.0183收稿日期　2022-11-03　修回日期　2023-03-18SiC具有低密度、高强度、高硬度、良好的导热性、导电性能及热稳定性，而Cu具有优异的导热和导电性能[1]。

SiC和Cu制成的高导热系数和高强度的复合材料，被广泛应用于电子封装、电器、换热设备、航空航天领域（如飞行器构架）、汽车领域（如刹车片、内燃机活塞和发动机叶轮）、焊接工业中的电极材料[2-4]。

SiC p /Cu 复合材料的研究进展曾昭锋 1,2)✉，周波涛 1)，熊宣雯 1)，李　翔 1)，李著龙 1)，王国强 1)1) 汉江师范学院物理与电子工程学院，十堰 442000 2) 汉江师范学院新型功能材料制备与物性研究中心，十堰 442000✉通信作者,E-mail:****************摘 要 SiC p /Cu 颗粒增强铜基复合材料是目前金属陶瓷复合材料的研究热点。

本文简述了SiC p /Cu 颗粒增强复合材料的制备方法及优缺点，分析了影响SiC p /Cu 颗粒增强复合材料性能的主要因素，包括SiC p 颗粒含量、SiC p 颗粒尺寸及烧结工艺等方面，提出了SiC p /Cu 颗粒增强复合材料存在的问题，总结了制备方法及工艺的选择原则，并对其发展方向进行了展望。

关键词 铜基复合材料；颗粒增强；研究进展；性能分类号 TB331Research progress of SiC p /Cu compositesZENG Zhao-feng 1,2)✉, ZHOU Bo-tao 1), XIONG Xuan-wen 1), LI Xiang 1), LI Zhu-long 1), WANG Guo-qiang 1)1) School of Physics and Electronic Engineering, Hanjiang Normal University, Shiyan 442000, China2) Center for Research on the Preparation and Properties of New Function Materials, Hanjiang Normal University, Shiyan 442000, China✉Correspondingauthor,E-mail:****************ABSTRACT SiC p /Cu particle-reinforced Cu-matrix composites are the current hotspots of the metal-ceramic composites. The main preparation methods of the SiC p /Cu particle-reinforced composites were introduced in this paper and the advantages and disadvantages were compared. The main factors which affected the performance of the SiC p /Cu particle-reinforced composites were analyzed,including the content of SiC p particles, the size of SiC p particles, and the sintering process. The existing problems of the SiC p /Cu particle-reinforced composite materials were proposed. The selection principles of the preparation methods and processes were summarized, and the development direction was prospected.KEY WORDS copper matrix composites; particle reinforcement; research progress; properties金属陶瓷复合材料在现代科技和生活中显示出越来越重要的地位。

目录引言 (1)一. 钨铜合金概况 (2)1.1钨铜合金的性能及应用 (2)1.2 钨铜合金的制备 (3)1.2.1 熔渗法 (3)1.2.2 活化液相烧结法 (5)1.2.3金属注射成型（MIM） (7)1.2.4 热压烧结法 (7)1.2.5 超细混合粉末的直接烧结 (8)二. 包覆粉及研究进展 (9)2.1包覆粉的制备方法 (10)2.1.1机械化学改性法 (10)2.1.2溶胶-凝胶法 (11)2.1.3 均相沉淀法 (11)2. 1.4物理气相沉积法 (12)2. 1.5化学镀法 (13)三.钨铜板材的研究进展 (14)3.1普通轧制 (14)3.2金属粉末轧制 (14)3.3其他制板技术 (15)四.流延技术及应用 (16)4.1.流延法 (16)4.2.溶液流延法 (17)参考文献 (19)引言钨铜合金由于自身的诸多优良特性，目前己广泛应用于大容量真空断路器和微电子领域。

上世纪30年代中期，伦敦镭协会的Melennan和Smithells 最早进行了钨铜合金的研制。

这类合金在国防、航空航天、电子信息和机械加工等领域中具有十分广泛的用途，在国民经济中占有重要的地位。

钨基合金受到了世界各国的高度重视，已成为材料科学界较为活跃的研究领域之一。

钨具有高的熔点、高的密度、低的热膨胀系数和高的强度，铜具有很好的导热、导电性。

由W和Cu组成的W-Cu合金兼具W和Cu的优点，即具有高的密度、良好的导热性和导电性、低的热膨胀系数。

随着微电子信息技术的发展，电子器件的小型化和高功率化，器件的发热和散热是其必须面对的一个重要问题。

W-Cu合金的高导热性可以满足大功率器件散热需要，尤为重要的是，其热膨胀系数(CTE)和导热导电性能可以通过调整材料的成分而加以设计，可以与微电子器件中不同半导体材料进行很好匹配连接，从而避免热应力所引起的热疲劳破坏。

因此在大规模集成电路和大功率微波器件中，钨铜合金薄板作为电子封装基板、连接件、散热片和微电子壳体用材可以有效减少因散热不足和热膨胀系数差异导致的应力问题，延长电子元件的使用寿命，具有广阔的应用前景。

粉末冶金的烧结技术⑴按原料组成不同分类。

可以将烧结分为单元系烧结、多元系固相烧结及多元系液相烧结。

单元系烧结是纯金属（如难熔金属和纯铁软磁材料）或化合物(Al2O3、B4C、BeO、MoSi2等)熔点以下的温度进行固相烧结。

多元系固相烧结是由两种或两种以上的组元构成的烧结体系，在其中低熔成分的熔点温度以下进行的固相烧结。

粉末烧结合金多属于这一类。

如Cu-Ni、Fe-Ni、Cu-Au、W-Mo、Ag-Au、Fe-Cu、W-Ni、Fe-C、Cu-C、Cu-W、Ag-W等。

多元系液相烧结以超过系统中低熔成分熔点的温度进行的烧结。

如W-Cu-Ni、W-Cu、WC-Co、TiC-Ni、Fe-Cu(Cu10%、Fe-Ni-Al、Cu-Pb、Cu-Sn、Fe-Cu(Cu10%)等⑵按进料方式不同分类。

分为为连续烧结和间歇烧结。

连续烧结烧结炉具有脱蜡、预烧、烧结、制冷各功能区段，烧结时烧结材料连续地或平稳、分段地完成各阶段的烧结。

连续烧结生产效率高，适用于大批量生产。

常用的进料方式有推杆式、辊道式和网带传送式等。

间歇烧结零件置于炉内静止不动，通过控温设备，对烧结炉进行需要的预热、加热及冷却循环操作，完成烧结材料的烧结过程。

间歇烧结可依据炉内烧结材料的性能确定合适的烧结制度，但生产效率低，适用于单件、小批量生产，常用的烧结炉有钟罩式炉、箱式炉等。

除上述分类方法外。

按烧结温度下是否有液相分为固相烧结和液相烧结；按烧结温度分为中温烧结和高温烧结（1100～1700℃），按烧结气氛的不同分为空气烧结，氢气保护烧结（如钼丝炉、不锈钢管和氢气炉等）和真空烧结。

另外还有超高压烧结、活化热压烧结等新的烧结技术。

2.影响粉末制品烧结质量的因素影响烧结体性能的因素很多，主要是粉末体的性状、成形条件和烧结的条件。

烧结条件的因素包括加热速度、烧结温度和时间、冷却速度、烧结气氛及烧结加压状况等。

⑴烧结温度和时间烧结温度的高低和时间的长短影响到烧结体的孔隙率、致密度、强度和硬度等。