簡述鎢銅工藝及應用

簡述鎢銅工藝及應用

 
      鎢銅合金(MoCu alloy)是鎢和銅的合金，鎢和鎢均為難熔合金(鎢熔點3410℃，鎢熔點2615℃)，元素周期表中同為VIB族，化學性質極為相近，鎢銅和鎢銅應用范圍很大一部分重合，兩者相差較大的是密度(鎢的密度為19.3g/cm3，鎢的密度為10.2 g/cm3)，故鎢銅適合做高比重材料，高比重材料多以鎢做主要成分，而鎢銅質量輕，經常作為航天、航空儀表的配件。鎢銅已規模應用的有高壓真空開關用電工合金、微電子封裝熱沉材料、線切割電極絲，以及儀器儀表元器件。

鎢銅主要應用有：

1高壓真空開關用電觸頭材料
在高壓真空開關用電觸頭材料行業中，國內用鎢銅、鎢銅材料頂替銀鎢等銀合金電觸頭材料，鎢銅在真空負荷開關中得到大范圍的應用，部分真空滅弧室選用鎢銅(12KV，630A)作為真空接觸器觸頭材料，現已得到廣泛的認可。鎢銅由于適當的真空滅弧分斷能力、良好的耐電壓強度以及抗熔焊能力，其市場容量在不斷的擴大，陜西中天火箭技術有限責任公司在2004年已成為國內較大的高壓真空開關用鎢銅生產商。

2微電子材料
鎢銅和鎢銅一樣，均具有低的膨脹特性(鎢的熱膨脹系數5.0x10-6/℃，鎢的熱膨脹系數4.5x10-6/℃)，又具有銅的高導熱特性，其熱膨脹系數和導熱導電性能可通過成分調節。根據需要，兩者均廣泛用作集成電路、散熱器、熱沉材料。

鎢銅的制備工藝，與鎢銅類似，目前主要有兩種工藝：燒結熔滲法和粉末冶金法。

1燒結熔滲法
    直接將鎢粉壓制成形，在高溫惰性氣氛中燒結成多孔鎢坯，然后在真空或惰性氣氛條件下高溫滲入銅液，若較終氣孔率控制在3%以內，后繼還須真空除氣。通過燒結鎢坯空隙度可調節滲入的銅含量，對于銅含量大于30%以上的鎢銅，如MoCu50，鎢坯不能形成致密骨架，用混入微量銅進行壓制燒結熔滲。

此種方法優點是骨架良好，組織均勻，耐電弧，抗熔焊，缺點是成本偏高。

2粉末冶金法
    按所需的成分混好鎢粉和銅粉，然后壓制成形，直接燒結成產品。也可用氧化鎢和氧化銅的混合粉還原得到的鎢銅粉壓制燒結，這種工藝組織更致密均勻。銅含量高的鎢銅可復壓提高密度，銅含量低的鎢銅需超細粉末或機械活化提高其燒結性。

    由于原材料中含有氧，所以要在還原氣氛中還原，一般工業用氫氣，在鎢銅中生產的H2O難以擴散到空氣中，所以產品缺陷較多，氣孔率偏高，微觀組織部分偏析，在真空開關中，要求電觸頭在真空條件下電弧燒蝕時極低的放氣特性，故一般不選用該工藝。該種工藝主要優點是工藝簡單。