第40卷第5期中南大学学报(自然科学版)Vol.40No.52009年10月JournalofCentralSouthUniversity(ScienceandTechnology)Oct.2009超细/纳米W-10%Cu复合粉末制备与烧结工艺刘涛，范景莲，田家敏，成会朝，高杨(中南大学粉末冶金国家重点实验室，湖南长沙，410083)摘要：采用溶胶−喷雾干燥−共还原法制备超细/纳米W-10%Cu(质量分数)复合粉末，将该粉末压制成形后进行一步烧结，研究粉末制备过程中的工艺参数对粉末晶粒尺寸、比表面积、粒度、氧含量、相组成和形貌的影响以及烧结参数对烧结体密度的影响。研究结果表明：复合氧化物粉末可在较低温度下还原较完全，还原后的W-10Cu复合粉末粒度细小，团聚体粒度为100nm左右，单颗粒晶粒粒度约为22.6nm，W-10%Cu复合粉末在1350~1400℃烧结可达近全致密，其显微组织主要是细小的球形钨晶粒均匀弥散分布在铜相中，其中钨晶粒粒度约为1.0µm。关键词：W-Cu复合粉末；超细/纳米；溶胶−喷雾干燥−共还原法中图分类号：TG146文献标识码：A文章编号：1672−7207(2009)05−1235−05Synthesisandsinteringofultra-fine/nanometerW-10%CucompositepowderLIUTao,FANJing-lian,TIANJia-min,CHENGHui-chao,GAOYang(StateKeyLaboratoryofPowderMetallurgy,CentralSouthUniversity,Changsha410083,China)Abstract:Ultra-fine/nanometerW-10%Cucompositepowderwaspreparedbysol-spraydrying-co-reducingmethod,andthecompositepowderwassinteredbyone-stepsinteringatlowtemperature.Itwasinvestigatedthatthepreparationparametersofcompositepowderaffectcrystallinesize,BET,particlesize,oxygencontent,phase,morphologyandsinteringbehavior.TheresultsshowthatW-10%Cucomplexoxidepowderisreducedatlowtemperature,thereducedcompositepowderisveryfineandthesizeofagglomeratedparticleisabout100nmandthecrystallinesizeofsingleparticleisabout22.6nm.W-10%Cucompositematerialsinteredat1350−1400hasnearfulldensity,℃themicrostructureofsinteredalloyiscompactandhomogeneous.Tungstengrainisabout1.0µm.Keywords:W-Cucompositepowder;ultra-fine/nanometer;sol-spraydrying-co-reducingmethod钨铜复合材料是由高熔点、高硬度的钨和高导电、导热性能的铜构成的两相假合金，在工业和军事上有着广泛应用[1−3]。其中，W-10%Cu复合材料具有良好的抗电弧烧蚀性能、低膨胀系数和高热导率等特点，可用作真空接触器及真空负荷开关中的触头材料、微电子的封装材料及集成电路的热沉材料[4−6]；同时，W-10%Cu合金具有良好的高温性能，可用作高温抗腐蚀材料(如火箭喷嘴、飞机喉衬等)[7−8]。目前，钨铜合金通常采用熔渗法制备[9]，但采用熔渗法制备的合金中铜相和钨相粗大且分布不均匀[10]，难以获得高致密度和均匀的显微组织。尤其对于高钨含量钨铜合金，由于铜含量低，要求钨骨架的致密度高，而钨粉本身硬度高，成形性差，靠模压和一般高温(＜1700℃)下烧结难以达到高钨含量所需要的骨架密度，因此，采用熔浸法很难制备高致密的高钨含量钨铜材料。由于钨、铜两元素互不相溶，采用传统的高温液相烧结技收稿日期：2008−10−04；修回日期：2009−01−05基金项目：国家自然科学基金资助项目(50874122)；国家高技术发展研究计划(“863”计划)项目(2006AA03A213)；国家自然科学基金创新研究群体资助项目(50721003)通信作者：刘涛(1977−)，男，湖南常德人，助理研究员，从事难熔金属材料与纳米金属材料研究；电话：0731-88836652；E-mail:andyliutao@sina.com.cn中南大学学报(自然科学版)第40卷1236术制备高钨含量钨铜合金，烧结后的合金性能较差，特别是烧结密度较低，为了提高相对密度，对烧结后的合金采用复杂的后处理工序(如复压、热锻、热压等)[11]，这样，则增加了制备的复杂性，使其应用受到限制。很多研究者采用添加微量的活化元素来提高烧结效果，通过液相烧结可获得接近理论密度的高钨含量的钨铜材料，虽然活化烧结能改善钨铜合金的致密化程度和组织[12]，但活化元素的加入会降低导热导电等性能，不适于热控、电控应用的材料[13]。纳米复合技术是...
