O istraživanju kompozitnih materijala od volfram bakra
Kompozitni materijali od volfram-bakara imaju visoku električnu i toplotnu provodljivost, nizak koeficijent ekspanzije, dobru čvrstoću pri visokim temperaturama i otpornost na ablaciju luka, i naširoko se koriste u elektrotehnici, mehaničkoj obradi, elektronskim informacijama i drugim poljima. Ovaj rad predstavlja tradicionalni proces i novu tehnologiju pripreme kompozitnih materijala volfram-bakar, daje pregled njihove primjene u oblastima električnih prekidača, elektroda, mikroelektronike i vojne industrije, te perspektivu tehnologije njihove pripreme i razvoja primjene.
Predgovor
Istraživanje i razvoj kompozitnih materijala volfram-bakar može se pratiti do 1930-ih. Zbog svoje dobre naponske otpornosti i otpornosti na električnu ablaciju, široko se koristio u industrijskim sektorima kao što su visokonaponski električni prekidači. Šezdesetih godina prošlog stoljeća kompozitni materijali od volfram-bakar postupno su našli primjenu u poljima kao što su elektrode za otporno zavarivanje i komponente otporne na visoke temperature u svemiru. Od tada, postupnim unapređenjem tehnologije pripreme i kontinuiranim širenjem područja primjene, razvoj i primjena kompozitnih materijala volfram-bakar postupno je sazrevao. Devedesetih godina prošlog vijeka, kao materijali za elektroničko pakovanje i hladnjak, počeli su se koristiti u velikim integriranim kolima i aplikacijama velike snage. Elektronski uređaji i druge oblasti su dobile široku pažnju. Ulaskom u 21. stoljeće, kompozitni materijali od volfram-bakara koriste se u vojnim i visokotehnološkim područjima kao materijali za pokrivanje oklopne municije, materijali za mlaznice projektila i materijali za mete [1].
Kompozitni materijali volfram-bakar se sastoje od volframa visoke tačke topljenja, velike gustine i niskog koeficijenta ekspanzije i bakra visoke električne i toplotne provodljivosti. Ima superiorna svojstva i jednog i drugog i široko se koristi u industrijskim sektorima kao što su elektronika, električni uređaji, mašinerije i vazduhoplovstvo [2 ~ 4], ima široku perspektivu primene u mnogim oblastima visoke tehnologije. Međutim, postoji veliki jaz između tačaka topljenja volframa i bakra i one su međusobno nekompatibilne. Gustoća volfram-bakar kompozitnih materijala pripremljenih metalurgijom praha nije velika, što obično rezultira nedovoljnom električnom provodljivošću, toplotnom provodljivošću i mehaničkim svojstvima materijala. U cilju kontinuiranog ispunjavanja novih zahtjeva koje postavlja industrijski razvoj, tehnologija pripreme i razvoj primjene kompozitnih materijala volfram-bakar doživjeli su niz složenih razvojnih procesa.
1. Tehnologija pripreme volfram-bakar kompozitnih materijala
1.1 Metoda infiltracije
Metoda infiltracije je presovanje volframovog praha ili mješavine volframovog praha i male količine bakarnog praha u gredicu i pripremanje poroznog volframovog kostura kroz prethodno sinteriranje na određenoj temperaturi, a zatim topljenje metalnog bakra i korištenje kapilarne sile kako bi tekao duž praznina između čestica volframa. Kostur se postupno puni kako bi se dobio kompozitni materijal volfram-bakar [5]. Budući da je povezanost pora i konzistentnost veličine volframovog skeleta teško kontrolisati, teško je osigurati ujednačenu distribuciju bakarne faze nakon infiltracije, a koža bogata bakrom nakon infiltracije mora se kasnije obraditi, što ne pogoduje proizvodnja dijelova složenih oblika [ 6-8]. Međutim, kao jedna od široko korištenih tradicionalnih metoda za pripremu kompozitnih materijala volfram-bakar, materijali pripremljeni metodom infiltracije otopinom imaju prednosti visoke gustoće, dobrih performansi sinteriranja i idealne električne i toplinske provodljivosti.
1. 2 Visokotemperaturna metoda sinteriranja tečne faze
Metoda visokotemperaturnog sinteriranja u tečnoj fazi miješa i oblikuje određeni udio volframovog praha i bakarnog praha i sinteruje ih na temperaturi iznad tačke topljenja bakra kako bi se dobio kompozitni materijal volfram-bakar. Zbog slabe površinske vlaženosti tekućeg bakra i volframa, proces zgušnjavanja volfram-bakar kompozitnih materijala pripremljenih ovim postupkom je uglavnom preraspodjela čestica, što utječe na gustoću sinteriranja konačnog materijala. Međutim, kao jedna od tradicionalnih metoda pripreme volfram-bakar kompozitnih materijala, metoda visokotemperaturnog sinteriranja tekuće faze ima prednosti jednostavnog proizvodnog procesa, jednostavnog rada i kontrole [9, 10].
1. 3 Metoda sinterovanja aktivne tečne faze
Metoda sinterovanja u aktivnoj tečnoj fazi odnosi se na dodavanje u tragovima Pd, Ni, Co, Fe i drugih aktivacionih elemenata tokom procesa sinterovanja tečne faze na visokim temperaturama za pripremu kompozitnih materijala volfram-bakar da bi se poboljšao efekat sinterovanja i dobio kompozit volfram-bakar. materijala. Budući da će dodavanje aktivacijskih elemenata utjecati na električnu i toplinsku provodljivost materijala u različitom stupnju, to nije pogodno za njegovu primjenu u termičkim, električnim kontrolnim i drugim materijalima.
