2。4。2 剪切试样 12

2。5 性能测试 13

2。6 本章小结 13

第三章 W-Cu 复合材料真空钎焊接头显微组织分析 14

3。1 润湿性试验 14

3。2 母材显微组织 14

3。3 W-Cu/Cu-Mn-Co/W-Cu 接头钎缝区组织 15

3。4 钎缝物相构成 17

3。5 元素扩散特征 18

3。6 本章小结 18

第四章 W-Cu 复合材料钎焊接头的强度及断裂特征 20

4。1 前言 20

4。2 剪切强度试验 20

4。2。1 钎焊接头的加载力 20

4。3 断口形貌特征 21

4。4 本章小结 23

结 论 24

参考文献 25

致 谢 27

第一章 绪 论

1。1 课题背景

钨铜复合材料是由高熔点、高强度的钨和导电、导热性能优良的铜所制成的一种互 不固溶型的特殊复合功能材料[1]。W-Cu 复合材料兼具了 W 和 Cu 的许多优点，其不仅 强度、硬度高而且热膨胀系数低、导电导热性良好、高温抗氧化性和抗熔焊性强以及良 好的耐电弧侵蚀性等特点[2, 3]。广泛应用于能源、航空航天、国防军工以及核工业等领 域，主要涉及电触头、加工电极、炮轨导弹头、热沉材料、火箭发动机喷管喉衬等[4, 5] 部件，是一种极具发展前景的高温复合材料。

由于 W-Cu 复合材料的性能优异，使其在不同领域得到广泛的应用。为充分发挥 W-Cu 复合材料的性能特点，解决一些不能通过一次成型制备的器件。本课题研究 W75Cu 与 W75Cu 的连接，有利于扩展 W-Cu 复合材料的应用，提高现代工业零件的运 行能力。而实现同种或异种材料连接的关键技术是焊接，而异种难熔金属材料的连接通 常用固液相连接方法，因此真空钎焊技术[6]特别适用于连接异种材料难熔金属[7]。本课 题组采用 Cu 基钎料对 W-Cu 复合材料实行真空钎焊连接，并对钎焊接头的组织和性能 进行了大量的研究和分析。

1。2 W-Cu 复合材料

1。2。1 W-Cu 复合材料的特征

W 是一种高密度、高熔点、高强度、热膨胀系数低以及抗腐蚀性好的金属，是一种 耐高温材料；而 Cu 具有优良的导电导热性、无磁性、已于切削加工、较强的塑性变形 能力等特点[8]。如图 1。1 所示，Cu 与 W 既不固溶也不形成金属间化合物；金属钨和铜 的物理性能参数见表 1。1。由表 1。1 可知两种金属熔点相差很大（钨 3410℃、铜 1083℃）， 导热性及热容量等也相差很大，两种元素金属互不相溶，因此 W-Cu 复合材料常被称为 “假合金”[9]，由 BCC 结构的钨颗粒与 FCC 结构的铜粘结相组成，以两相单体均匀混 合的组织形态存在。W-Cu 复合材料的微观组织简单，但拥有优异的综合性能；当 W-Cu 复合材料的成分比例发生变化时，W-Cu 合金的物理化学性能也随着而变化，因而调整 材料的配方可以获得不同性能需求的材料，为该材料的应用带来极大的便利[10, 11]。