鎢銅合金的制備及其性能研究

鎢銅合金由于自身的諸多優良特性，目前己廣泛應用于大容量真空斷路器和微電子領域。上世紀30年代中期，倫敦鐳協會的Melennan和Smithells最早進行了鎢銅合金的研制。這類合金在國防、航空航天、電子信息和機械加工等領域中具有十分廣泛的用途，在國民經濟中占有重要的地位。鎢基合金受到了世界各國的高度重視，已成為材料科學界較為活躍的研究領域之一。

鎢具有高的熔點、高的密度、低的熱膨脹系數和高的強度，銅具有很好的導熱、導電性。由W和Cu組成的W-Cu合金兼具W和Cu的優點，即具有高的密度、良好的導熱性和導電性、低的熱膨脹系數。隨著微電子信息技術的發展，電子器件的小型化和高功率化，器件的發熱和散熱是其必須面對的一個重要問題。W-Cu合金的高導熱性可以滿足大功率器件散熱需要，尤為重要的是，其熱膨脹系數(CTE)和導熱導電性能可以通過調整材料的成分而加以設計，可以與微電子器件中不同半導體材料進行很好匹配連接，從而避免熱應力所引起的熱疲勞破壞。因此在大規模集成電路和大功率微波器件中，鎢銅合金薄板作為電子封裝基板、連接件、散熱片和微電子殼體用材可以有效減少因散熱不足和熱膨脹系數差異導致的應力問題，延長電子元件的使用壽命，具有廣闊的應用前景。

W-Cu合金由導電性高的銅和難熔金屬鎢組成。金屬鎢和銅之間既不相互溶解也不形成金屬間化合物，鎢和銅只能形成假合金(pseudo-alloy)。鎢銅兩相單體均勻混合存在，因此W-Cu合金呈現出鎢的耐高溫、高硬度、低膨脹系數等優點，和銅的高導熱導電性、好的塑性等綜合優異性能.鎢一銅材料具有出色的抗電弧燒蝕、抗熔焊性和良好的導電、導熱性，均已廣泛應用于中、高壓電器、通訊、航空、航天和軍工等領域。

通常，制備鎢銅合金采用鎢粉和銅粉機械混合、成形和燒結的方法，或者采用熔滲工藝。但由于鎢和銅的性質差異很大，因此難以達到鎢和銅的均勻分布，導致性能降低或不穩定。利用鎢銅復合粉末可以解決上述問題。目前，國內外制備鎢銅復合粉末的方法主要有機械合金化、溶膠一凝膠法和機械一熱化學工藝合成法，但是機械合金化法和溶膠一凝膠法很難制得鎢相和銅相均勻分布的W-Cu復合粉;機械一熱化學工藝合成法制得的W-Cu復合粉末純度不高。

目前，鎢銅復合材料各種新的可能應用正在不斷的開發和研究中，不同粒度的鎢粉化學鍍銅后的應用也不同，粒度小的鎢粉化學鍍后的W-Cu復合粉末被廣泛的應用在微電子信息技術領域和航天領域，例如電子封裝、熱沉材料和火箭噴嘴、飛機喉襯;粒度大的鎢粉包覆后在軍工方面得到廣泛應用，例如可用來制備藥形罩，因為適當粒度的粗鎢粉密度更大，可以大大提高破甲彈的破甲威力。

近年來，對鎢粉化學鍍銅開始研究，但都是針對某一細小粒度的鎢粉，研究絡合劑、甲醛、硫酸銅溶液濃度等因素對化學鍍銅工藝性能的影響。由于在鎢粉表面鍍銅，因此粒度對化學鍍銅過程有大的影響。

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