W-15Cu高密度合金的制备

论文摘要

W-Cu合金具有较高的强度和硬度，良好的导电导热性能，目前在电工材料、电子、军工、航天等领域有着广泛的应用。由于W与Cu之间互不固溶，存在难以熔炼、粉末致密性差、制备工艺复杂等缺点。因此，本论文在仔细分析各种纳米粉体制备方法及液相烧结机理基础上，采用蓝色氧化钨（TBO）和硝酸铜作为原料，利用氢还原工艺制备出了W-15Cu（质量分数）的复合粉体，并用该粉体烧结出了高性能的超细晶W-Cu合金。本论文较详细地研究了氢还原工艺制备W-Cu复合粉体的各个步骤，对各步骤得到的中间生成物的形貌、相结构等进行了表征。重点研究了氢还原步骤，分析了氢还原反应中相形成的顺序，讨论了温度、气氛等工艺参数对生成物的相结构和W晶粒度的影响。本论文详细研究了W-Cu复合粉体的烧结工艺与合金密度之间的关系，结合单元固相烧结加液相颗粒重排的致密化机理，并用它初步解释了W-Cu复合粉体的烧结致密化行为。通过SEM、XRD对制备过程中各阶段形成的产物及最终形成的W-Cu合金进行相分析、组织形貌的观察分析和性能测试。试验结果表明，通过此工艺制备出的W-Cu复合粉末具有均匀的化学组成和较高的烧结活性，于1220℃烧结2h后的烧结体密度可达理论密度的98．45％，且在合金中形成了对导热导电性能具有重要作用的Cu网络结构。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 W-Cu合金的特点以及研究现状和动态
• 1.1 引言
• 1.2 W-Cu合金的应用
• 1.2.1 在电工材料方面的应用
• 1.2.2 在军用材料方面的应用
• 1.2.3 在电子领域的应用
• 1.2.4 其它应用
• 1.3 W-Cu材料的致密化工艺
• 1.3.1 致密化的程度和速率要求
• 1.4 W-Cu合金的制备
• 1.4.1 传统W-Cu合金生产方法
• 1.4.2 新型制备工艺
• 1.5 本研究工作的背景、目的和意义
• 第二章 实验方法与组织分析
• 2.1 引言
• 2.2 实验方法及性能测试
• 2.3 W-Cu氧化物前驱体的制备
• 2.4 W-Cu复合粉体的制备
• 2.5 W-Cu复合粉体的烧结
• 2.6 W-Cu合金的性能测试
• 2.6.1 烧结体密度的测试
• 2.6.2 烧结体微观组织分析
• 2.6.3 压缩实验
• 2.6.4 抗弯强度测试
• 2.6.5 维氏硬度测量
• 2.6.6 电导率的测定
• 第三章 W-Cu复合粉体的制备研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验过程
• 3.3 实验结果及讨论
• 3.3.1 前驱体粉末的表面形貌及组织特征
• 3.3.2 前驱体粉的热重分析及差热分析
• 3.3.3 W-Cu复合粉体的表面形貌及相组成
• 3.3.4 氢还原过程及粉木的形成机理研究
• 3.4 本章小结
• 第四章 W-Cu复合粉体的烧结及合金性能的研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验过程
• 4.3 实验结果及分析
• 4.3.1 W-Cu复合粉液相烧结工艺的研究
• 4.3.2 W-Cu复合粉的烧结动力学
• 4.3.3 W-Cu合金的显微组织与结构
• 4.3.4 W-Cu复合粉烧结的致密化分析
• 4.3.5 W-15Cu合金的力学性能分析
• 4.3.6 W-15Cu合金的压缩实验分析
• 4.3.7 W-15Cu合金的导电性能分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢