鎢銅復合材料是由鎢與銅所組成的既不互溶又不形成金屬間化合物的兩相單體均勻混合的組織，一般稱(chēng)為鎢銅假合金(pseudo-alloy)。正是由于這些特點(diǎn)，

使得鎢銅復合材料成為既具有鎢的耐高溫、高強度、高密度等特性，又具有銅的高導電導熱性、好的塑性等綜合性能的材料。鎢與銅單質(zhì)金屬的性能見(jiàn)表1-1。

 

表1-1鎢、銅單質(zhì)金屬的物理性能

性能	熔點(diǎn)(℃)	比熱(J/g.℃)	密度(g/em3)	線(xiàn)膨脹系數	導熱系數	電阻
鎢	3396	138	19.30	4.6	166	5.65
銅	1083	385	8.96	16.5	394	1.68

 

而且，這種綜合性能還可以通過(guò)改變其組成成分的比例而加以調整。因而鎢銅合金被廣泛應用。鎢銅合金的性能見(jiàn)表1-2

表1-2鎢銅合金的性能(國標GB/T38320-2003)

	理論密度(g/cm3)	相對密度(%)	電導率(%IACS)	硬度(HB)
W-10Cu	17.30	96.82	26.6	260
W-20Cu	15.67	96.68	34.5	220
W-30Cu	14.31	96.43	42.1	175
W-40Cu	13.17	96.81	46.6	140

 

鎢銅復合材料應用十分廣泛，其中主要集中在以下幾個(gè)方面:

1)電觸頭材料

電觸頭材料亦稱(chēng)觸點(diǎn)或接點(diǎn)，是高、低壓電器的關(guān)鍵元件，擔負著(zhù)接通和分斷電流的作用，直接影響著(zhù)開(kāi)關(guān)、電器的可靠性和使用壽命。鎢銅合金觸頭在燃弧過(guò)程中，表層低熔點(diǎn)的銅首先熔化，由于毛細管作用被吸附在鎢骨架毛細管孔中，在電弧高溫作用下蒸發(fā)并帶走大量熱量，使鎢骨架冷卻，從而使觸頭具有良好的開(kāi)斷性能。鎢骨架由于熔點(diǎn)很高，在電弧中的燒蝕極小，即使局部溫度過(guò)高也不會(huì )發(fā)生熔焊，從而保證了開(kāi)關(guān)性能的穩定性、可靠性和長(cháng)壽命。而且鎢含量越高，抗燒損的性能越好，但電導率低，具體的使用要進(jìn)行具體的選擇。目前，電觸頭用鎢銅材料除了常規的高壓電器開(kāi)關(guān)外，其主要的發(fā)展是:一是超高壓用的鎢銅電觸頭，即由50萬(wàn)伏為主向75萬(wàn)伏甚至200萬(wàn)伏以上發(fā)展;二是中等電壓用的真空鎢銅材料。

2)電極材料

鎢銅合金可作為電阻焊電極、電火花加工電極、等離子電極等電極材料。作為電火花加工電極，目前己成為鎢銅復合材料的主要應用之一。在電火花加工的過(guò)程中，電極材料的作用是輸送加工脈沖，并以自身最小的損耗去蝕除工件。鎢銅材料具有加工速度快、加工質(zhì)量高、電極材料損耗小等優(yōu)點(diǎn)，因此，對于高轉速工模具及難加工材料的精加工等有明顯優(yōu)勢。

3)高溫材料

鎢銅材料在高溫(3100℃或者更高)使用時(shí)，其兩相組織中所含有的銅將發(fā)生汽化而吸收大量的熱量，從而顯著(zhù)降低鎢銅器件表面的溫度，保證了鎢銅材料在高溫下的應用。因此，鎢銅材料的一個(gè)重要的用途是作為火箭、導彈等高溫高速氣流燒蝕、沖刷的高溫器件，如燃氣舵、噴管、喉襯、鼻錐等。另外，還可以用作坦克穿甲彈的藥型罩、增程炮的尾噴管、電磁炮的軌道材料。

4)電子封裝及熱沉材料

近年來(lái)，隨著(zhù)微電子信息技術(shù)的發(fā)展，對電子封裝材料的要求越來(lái)越高。由于鎢銅合金的熱膨脹系數同硅片、BeO、GaAs等材料的熱膨脹系數非常接近，熱傳導系數高，并且可通過(guò)調整鎢銅含量調整上述兩個(gè)系數，所以鎢銅合金成為在特殊領(lǐng)域電子元件的理想封裝材料，作為基片、連接件和散熱組件廣泛應用于計算機中央處理系統、大規模集成電路和大功率微波器件中。

5)其他材料

根據鎢銅復合材料等各項特性，各種新的可能應用還在不斷的研究和開(kāi)發(fā):如它可以作為重載荷滑動(dòng)摩擦軸套的加強筋;用作高速旋轉和運動(dòng)的固體密封件;各種儀器儀表中要求無(wú)磁、低膨脹、高彈性模量、防輻射屏蔽等特殊要求的零部件;正在發(fā)展中的實(shí)驗聚合反應堆;正在研究當中的可以承受和傳遞大熱流的裝置材料。另外，在激光器、通訊設備、辦公設備以及體育和運動(dòng)器件(如作為高爾夫球的配重塊)也都可以找到鎢銅復合材料的應用。

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