除的驱动力。之后的颗粒重排阶段，由于粉末体变慢的致密化速度，溶解和扩散效应逐步成 为主要的作用，，固体 W 颗粒溶于液相。此溶解度导致液体润湿固体，在毛细作用[5]下使颗 粒相互黏结在一起，在颗粒接触表面发生固相的烧结，形成稳定的固相支架。这个方法允许 一个约 1200-1400°C 的较低烧结温度和一个较短的烧结时间，烧结温度过高和时间过长都会 使合金性能降低。然而 W-Ni 合金的粉末冶金由于昂贵的模具和专门的工具而有一定的局限 性，且不适合复杂零件的制造。同样的，这些因素也限制了其应用范围。此外，Kim 等人发 现镍的存在对镍与活化烧结钨的合金的机械性能有负面影响，因为它沿着钨的晶界形成了一 个脆弱的镍网络[2]。这些都说明粉末冶金法制备 W-Ni 合金虽然是目前最常用的，但并不是最 合适的。

另一种制备 W-Ni 合金的方法是电沉积法。W-Ni 镀液多以 NiSO4·H2O 和 NaWO4·2H2O 作为主盐，使用钌钛电极或不锈钢电极作不溶性阳极。由于 W 的负电极电位，无法从其盐- 水溶液中沉淀生成，并且 Ni 和 W 的标准电极电位差距较为悬殊，无法实现共沉积。然而因 为过渡元素都有价电子空轨道，为了促使 W 和 Ni 的沉积电位变得更向负电位发展，W、Ni 阳离子可以与络合剂发生反应生成络合物。这样就使得原本电位差距较为悬殊的沉积电位相 差不大，利用诱导共沉积原理使得 W 以 W-Ni 合金的形式沉积生成。吴玉程等人[6]对电沉积 W-Ni 合金时的工艺条件进行了研究，利用正交试验研究得到了最合适的镀液配方和工艺条 件。电沉积法制备 W-Ni 合金很容易得到纳米晶合金或非晶态合金，由于纳米晶和非晶在结 构上的特点，造成了电沉积法制备的 W-Ni 合金拥有许多特别优良的性能。然而电沉积法也 不是完美无缺的，根据 Eliaz 等人[1]的研究，最主要的缺点在于很难将 W 含量增加到超过 76%。 而且用电沉积法制备理想的合金材料较为困难，尤其是结构组成较为复杂的，同时也不能很 好的操控金属基体上晶核的生成和长大速度。文献综述

其他制备方法包括微波烧结技术[7,8]和用预混杂的重钨合金来进行的金属粉末注射成型

[9]。但都存在一些如不能随意选择烧结材料、烧结过程的热能失控、产量低等问题。

1。1。3    W-Ni 合金材料的发展前景及难题

W-Ni 合金由于其独特的难熔化、耐腐蚀等性能而得到广泛的研究和应用，但是目前对于 W-Ni 合金的研究深度和广度还远远不够，无论是工艺方面还是理论方面都很薄弱。虽然通过 前人们的努力，使用传统方法制备的 W-Ni 合金材料的性能得到了很大的提升，在粉末体系 和加工方法上均有了一系列的优化。然而，由于一些如昂贵而专用的模具、几何条件的约束 等方面的限制，对 W-Ni 合金的先进成形技术有极大的需求

近期发展起来的快速原型技术结合激光熔覆，为 W-Ni 合金材料的直接成形提供了新的

本科毕业设计说明书 第 3  页

方法。Zhong 等人[10]通过激光直接制造技术研究 W-Ni 合金的成型过程并且成功制作了一个 准直器。Chua 等人[11]总结了增材制造或 3D 打印技术的形成原理，这些研究都为使用激光熔 覆快速成形技术奠定了基础。激光熔覆快速成形技术是一种先进的数字化增材制造技术，该 技术通过高功率激光熔化同步输送的合金粉末，在成形基板上逐层堆积材料，可以直接由 CAD 模型得到近终形零件，与传统的加工方法相比具有明显优势。

1。2    激光熔覆与快速原型技术