喷雾干燥-氢还原制备超细/纳米晶W-10Cu粉末及其烧结行为

采用喷雾干燥-氢还原法制备超细/纳米晶W-10Cu(质量分数,%)复合粉末,并经过压制和烧结制备W-Cu复合材料,系统研究烧结温度和保温时间对该材料性能和组织的影响,以及在1 100～1 300℃温度范围内的烧结激活能。结果表明,W-10Cu还原粉末晶粒度仅为30～60 nm;在1 200℃烧结时开始发生明显的致密化行为;随烧结温度升高相对密度增大,当烧结温度升高到1 300℃时W-10Cu复合材料的相对密度为90%,但当温度达到1 460℃时有所降低。1 420℃保温90 min时材料相对密度高达99.1%,且此时晶粒度仅为1.8μm。W晶粒尺寸为30～60 nm的W-10Cu复合粉末在1 100～1 300℃烧结的平均激活能为129.14 kJ/mol。烧结温度为1 420℃时W-10Cu的电导率随保温时间延长先增大后减小,保温90 min时最大达到19 MS/m,超过国标有关规定。

超细W-10Cu复合粉末的湿法制备及烧结体性能

通过湿法以仲钨酸铵和硝酸铜为原料制备了Cu的质量分数为10%、平均粒径约为250 nm的超细W-Cu复合粉末.用扫描电子显微镜(SEM)和元素分析,结果表明:还原温度对粉末的形态和纯度具有显著作用.粉末经注射成型后制成的生坯在1300℃下、H2气氛中烧结120 min后,其相对密度可达99.37%,微观组织均匀,具有较高的热导率,可达217 W/(m·K)左右,室温到600℃范围下热膨胀系数在6.0×10-6～7.8×10-6K-1之间.

W粉粒度及样品单重对电子封装用W-10Cu复合材料性能的影响

采用高速压制成形-冷锻-渗铜的方法制备了W-10Cu复合材料,并探讨了W粉粒度及样品单重对材料组织与性能的影响。结果表明:冷锻前后W骨架的相对密度均随W粉样品单重的增加而降低;压制后混合粉W骨架的相对密度最大,但仍未达到W-10Cu复合材料对W骨架相对密度不小于81%的要求;经冷锻后,三种粒度W骨架的相对密度的最大值均达到81%,其中,中粒度粉W骨架的相对密度最大;三种粒度的W粉均可通过高速压制成形-冷锻-渗铜的方法制备出组织均匀致密、满足电子封装材料性能要求的W-10Cu复合材料。

Si含量对W/W-10Cu扩散焊接头的微观结构及力学性能的影响

采用Fe-Ni-Cu-Si为中间层焊料,对W及W-10%Cu(W-10Cu)进行真空压力扩散焊接。研究了在焊接温度为1 050℃,保温时间为60 min,压力为20 MPa条件下,中间层焊料中不同Si含量对W/W-10Cu接头微观结构及力学性能的影响。结果表明:扩散层的宽度随着Si含量的增加而逐渐变宽。当Si添加质量分数为1.0%时,界面处形成了一条具有连续成分分布的W-Ni-Fe扩散层,硬度分布呈现连续平滑趋势,抗拉强度达到最大值296 MPa。