鎢銅復合材料（鎢銅合金）的制備方法

鎢銅復合材料是一種由鎢顆粒和銅粘結相組成的復合材料。這種復合材料既具有鎢的高強度、高硬度、低膨脹系數等特點，又具有銅的高塑性、良好的導電導熱性等特點，因此具有重要的研究價值和廣闊的應用前景，特別是在國防和尖端科學領域有特殊地位。

鎢具有高密度、高熔點、高強度、低熱膨脹系數，而銅具有良好的導熱導電性。這兩種金屬元素既不互相固溶也不形成金屬間化合物，而且熔點相差很大，鎢3410°C，銅1084.5°C，因此，采用傳統的燒結方法制備全致密鎢銅復合材料遇到了許多困難。目前研發的制備致密鎢銅復合材料的方法主要有以下一些。

一、熔滲法。其過程為：先制備出一定強度和密度的多孔鎢顆粒骨架，再注入金屬銅熔液，使其在毛細管力的作用下沿鎢顆粒間隙流動并對多孔鎢骨架的孔隙進行填充和潤濕，從而獲得致密的鎢銅復合材料。該方法的關鍵技術之一在于制備結構均勻，對銅潤濕性能好，雜質含量少的鎢骨架。熔滲法在改善鎢銅復合材料韌性方面強于其他方法。

二、化學共沉淀法。其過程為：將濃硝酸在攪拌條件下加到硝酸銅溶液中，然后將混合溶液加入(NH4)2WO4溶液，在電磁攪拌作用下進行化學共沉淀反應，生成混合沉淀物，再經馬弗爐焙燒、氫氣爐還原后得到鎢銅復合粉末，最后經模壓成形、氫氣爐燒結得到鎢銅復合材料。與熔滲法相比，化學共沉淀法所制備鎢銅復合材料導熱導電性能更佳。

三、機械合金化法。其過程為：將鎢粉和銅粉進行配料混合后，裝入球磨罐中進行高能球磨混合，達到預定時間后，將其取出進行壓制成形，再經真空熱壓燒結后即得鎢銅復合材料。該方法通過高能球磨使鎢銅混合粉末經受反復破碎、冷焊以達到鎢銅的機械合金化。機械合金化法可使鎢銅復合粉末粒度減小，分布均勻，同時使金屬表面活性更高，因而燒結性能更好。

四、熱壓燒結法。其過程為：將鎢、銅的混合粉末裝到模具內，在一定的壓力、溫度下同時進行壓制、燒結，得到鎢銅復合材料。熱壓燒結法可以獲得比熔滲法更高的燒結密度，并且可同時完成壓制與燒結兩道工序，大大降低了成形壓力，縮短了燒結時間，所制備鎢銅復合材料密度高且晶粒細小。

五、共還原燒結法。其過程為：將鎢、銅氧化物的粉末進行混合，再經壓制，成形后在還原性氣氛中進行燒結，即得鎢銅復合材料。共還原燒結法因其所制備鎢銅復合粉末的成分分布均勻而受到關注。

六、溶膠凝膠法。其具體過程為：先使易于水解的鎢酸銨和硝酸銅經水解與縮聚逐漸凝膠化而形成前驅體，再經干燥，煅燒和還原等后處理得到鎢銅復合粉末。與熔滲法相比，溶膠凝膠法所制備的鎢銅復合粉末的活性較大，純度較高，粒徑分布更均勻。