درباره تحقیق در مورد مواد کامپوزیت مس تنگستن
مواد کامپوزیت تنگستن مس دارای رسانایی الکتریکی و حرارتی بالا، ضریب انبساط کم، استحکام خوب در دمای بالا و مقاومت در برابر فرسایش قوس هستند و به طور گسترده در مهندسی برق، پردازش مکانیکی، اطلاعات الکترونیکی و سایر زمینه ها استفاده شده است. این مقاله فرآیند سنتی و فناوری آمادهسازی جدید مواد کامپوزیت تنگستن-مس را معرفی میکند، کاربردهای آن را در زمینههای کلیدهای الکتریکی، الکترودها، میکروالکترونیک و صنایع نظامی بررسی میکند و فناوری آمادهسازی و توسعه کاربرد آن را بررسی میکند.
پیشگفتار
تحقیق و توسعه مواد کامپوزیتی تنگستن-مس را می توان به دهه 1930 ردیابی کرد. به دلیل مقاومت خوب ولتاژ و مقاومت در برابر فرسایش الکتریکی، به طور گسترده در بخش های صنعتی مانند کلیدهای برق فشار قوی استفاده می شود. در دهه 1960، مواد کامپوزیتی تنگستن-مس به تدریج در زمینه هایی مانند الکترودهای جوشکاری مقاومتی و قطعات مقاوم در برابر دمای بالا در هوافضا کاربرد پیدا کردند. از آن زمان، با بهبود تدریجی فن آوری آماده سازی و گسترش مداوم زمینه های کاربردی، توسعه و کاربرد مواد کامپوزیت تنگستن-مس به تدریج به بلوغ رسید. در دهه 1990، به عنوان مواد بسته بندی الکترونیکی و هیت سینک، استفاده از آنها در مدارهای مجتمع در مقیاس بزرگ و کاربردهای پرقدرت آغاز شد. دستگاه های الکترونیکی و سایر زمینه ها مورد توجه گسترده قرار گرفته اند. با ورود به قرن بیست و یکم، مواد کامپوزیت تنگستن-مس در زمینههای نظامی و فناوری پیشرفته به عنوان مواد پوشش مهمات سوراخکننده زره، مواد نازل موشک و مواد هدف مورد استفاده قرار گرفتهاند.
مواد کامپوزیتی تنگستن مس از تنگستن با نقطه ذوب بالا، چگالی بالا و ضریب انبساط کم و مس با هدایت الکتریکی و حرارتی بالا تشکیل شدهاند. این خواص برتر هر دو را دارد و به طور گسترده در بخش های صنعتی مانند الکترونیک، لوازم الکتریکی، ماشین آلات و هوافضا استفاده می شود [2 ~ 4]، دارای چشم انداز کاربردی گسترده ای در بسیاری از زمینه های با تکنولوژی بالا است. با این حال، فاصله زیادی بین نقاط ذوب تنگستن و مس وجود دارد و آنها با یکدیگر ناسازگار هستند. چگالی مواد کامپوزیت تنگستن مس تهیه شده توسط متالورژی پودر زیاد نیست که معمولاً منجر به هدایت الکتریکی ناکافی، هدایت حرارتی و خواص مکانیکی مواد می شود. به منظور برآورده کردن مستمر الزامات جدید ارائه شده توسط توسعه صنعتی، فناوری آماده سازی و توسعه کاربرد مواد کامپوزیت تنگستن-مس یک سری از فرآیندهای توسعه پیچیده را تجربه کرده است.
1. فن آوری تهیه مواد کامپوزیت تنگستن مس
1.1 روش نفوذ
روش نفوذ به این صورت است که پودر تنگستن یا مخلوطی از پودر تنگستن و مقدار کمی پودر مس را به داخل بیلت فشار می دهند و از طریق پیش پخت در دمای معین اسکلت تنگستن متخلخل تهیه می کنند و سپس مس فلزی را ذوب می کنند و از نیروی مویرگی استفاده می کنند. تا آن را در امتداد شکاف های بین ذرات تنگستن جریان دهد. اسکلت به تدریج پر می شود تا یک ماده مرکب تنگستن-مس بدست آید [5]. از آنجایی که کنترل اتصال منافذ و ثبات اندازه اسکلت تنگستن دشوار است، اطمینان از توزیع یکنواخت فاز مس پس از نفوذ دشوار است، و پوست غنی از مس پس از نفوذ باید بعداً پردازش شود، که برای ساخت قطعات با اشکال پیچیده [ 6-8]. با این حال، به عنوان یکی از روش های سنتی پرکاربرد برای تهیه مواد کامپوزیتی تنگستن-مس، مواد تهیه شده با روش نفوذ محلول دارای مزایای چگالی بالا، عملکرد پخت خوب و هدایت الکتریکی و حرارتی ایده آل هستند.
1. 2 روش پخت فاز مایع با دمای بالا
روش تف جوشی فاز مایع در دمای بالا، نسبت معینی از پودر تنگستن و پودر مس را مخلوط و شکل می دهد و آنها را در دمایی بالاتر از نقطه ذوب مس تف جوشی می کند تا یک ماده کامپوزیت تنگستن-مس به دست آید. با توجه به ترشوندگی سطحی ضعیف مس مایع و تنگستن، فرآیند تراکم تف جوشی مواد کامپوزیتی تنگستن-مس تهیه شده با استفاده از این فرآیند عمدتاً بازآرایی ذرات است که بر چگالی تف جوشی ماده نهایی تأثیر می گذارد. با این حال، به عنوان یکی از روش های سنتی آماده سازی مواد کامپوزیتی تنگستن-مس، روش پخت فاز مایع با دمای بالا دارای مزایای فرآیند تولید ساده، عملیات آسان و کنترل است [9، 10].
1. 3 روش تف جوشی فاز مایع فعال
روش تف جوشی فاز مایع فعال به افزودن مقادیر کمی از Pd، Ni، Co، Fe و سایر عناصر فعال کننده در طی فرآیند پخت فاز مایع در دمای بالا برای تهیه مواد کامپوزیت تنگستن-مس برای بهبود اثر تف جوشی و به دست آوردن کامپوزیت تنگستن-مس اشاره دارد. مواد. از آنجایی که افزودن عناصر فعال کننده بر رسانایی الکتریکی و حرارتی مواد به درجات مختلف تأثیر می گذارد، برای کاربرد آن در کنترل حرارتی، الکتریکی و سایر مواد مفید نیست.
