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W-10Cu复合材料的制备与性能研究

作　者: 游峰
导　师: 范景莲
学　校: 中南大学
专　业: 粉体材料科学与工程
关键词: 喷雾干燥 超细钨粉 熔渗 粒径配比 W-10Cu复合材料
分类号: TB331
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


钨铜复合材料具有高的导电导热性能、良好的耐电弧侵蚀性、抗熔焊性和较高的强度等优点,被广泛地应用于高压开关触头材料,特别是真空开关电触头材料。然而当前制备的钨铜复合材料普遍存在材料密度、强度偏低,电导率不高等问题,阻碍了钨铜复合材料在电器开关中的应用。为了解决这些问题,本研究通过以超细钨粉和不同粒径配比的钨粉为原料,设计骨架烧结和熔渗工艺,制备了高性能的W-10Cu复合材料。本论文研究了超细钨粉的制备工艺,W-10Cu复合材料的制备工艺及其性能。为了进一步提高材料的密度,论文还研究了钨粉的不同粒径配比对材料性能的影响。研究结果表明：(1)偏钨酸铵(AMT)经喷雾干燥后粉末颗粒具有球壳状结构。将此粉末在450℃煅烧后再在750℃进行一步氢还原,获得了粒径为0.4μm,平均晶粒大小仅为33nm的超细钨粉。(2)以超细钨粉为原料,制备了相对密度为80.26%的钨骨架。将骨架在1300℃熔渗120min制备了密度为16.79g/cm3(相对密度为97.14%)、硬度为31HRC,电导率为39.7%IACS的W-10Cu复合材料。(3)骨架的收缩率随烧结温度的升高而增加。高温烧结骨架,使其产生一定的收缩,从而使孔隙度满足渗铜10wt%的要求。材料密度随熔渗时间的增加而增加。硬度和电导率随熔渗时间的增加先升高后降低。制备W-10Cu复合材料的合理工艺为：熔渗温度1300℃,熔渗时间120min。(4)两种粒径配比钨粉制备的W-10Cu复合材料,随着粒径比的增加,材料的密度、硬度和电导率也随之提高。三种粒径配比钨粉制备的材料密度、硬度值随着粒径比的增加反而降低,电导率随着粒径比的增加而增大。四种粒径配比钨粉制备的W-10Cu复合材料的性能变化规律与三种粒径配比制备的材料性能变化规律一致。按粒径比为3：1配比的粉末压坯在1350℃烧结,保温时间90min后,钨骨架相对密度达到80.5%。骨架在1300℃熔渗120min后,w-10Cu复合材料的相对密度达到98.9%,洛氏硬度达到28.9HRC,电导率为41.03%IACS。

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 复合材料 > 金属复合材料
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