图 1。1 钨铜二元相图

表 1。1 金属钨与铜的物理性能

性能 钨 铜

密度/g。cm-3 19。32 8。96

热膨胀系数/10-3/℃ 4。5 16。6

热导率/W/m。k(20℃) 176 403

热容/J/kg。℃ 134 385

弹性模量/GPa 411 145

泊松密度 0。28 0。34

熔点/℃ 3387 1083

强度/MPa 550 120

1。2。2 W-Cu 复合材料的生产工艺

制备高质量的钨铜复合材料是非常困难的，因为钨铜合金的主体元素 W 和 Cu，这 两种元素熔点相差大，不具有冶金相容性，不能相互形成固溶体，是一种特殊物理性能 结合的假合金形式。由于两种金属熔点相差大，不能通过传统的冶金方式来制备钨铜复 合材料。其制备的困难在于两种金属不能同时熔化，当铜熔化时，此时温度远达不到钨 的熔点，钨始终保持固态不变；当钨熔化时，此时温度超过铜的沸点，所以通过同时熔 化两种金属使之发生液固相变化来得到的钨铜材料中铜含量低，致密性差，内应力大， 不适合作为工业材料[12]。目前粉末冶金方法是制备钨铜复合材料的主要方法。其优点是： 工艺简单、成本低；但该方法也存在缺点，就是烧结温度高使钨颗粒变大，降低了材料 的塑韧性和强度硬度。传统的制备工艺主要有高温液相烧结法、活化液相烧结法和熔渗 法。其中，钨铜复合材料质量的主要通过空隙率、烧结性、致密度等来体现，若制备工 艺不当，则材料的性能会受到很大影响，会使工业产品的使用性能降低，容易产生安全 事故。

由于各个领域的使用者对高性能产品的追求，促使钨铜材料的生产厂家要不断提高 产品的性能。因此，钨铜材料的开发和利用成为当今复合材料研究中的热点，通过国内 为学者的不断创新，一些高质量高效益的方法正在不断的被发明和应用，一些方法已经 用于工业生产。

一、熔渗法

熔渗法[13, 14]是在一定温度下烧结钨坯，使钨粉末连接在一起，组成具有高硬度和高 强度的骨架，钨与钨颗粒之间存在很多小孔，然后将熔化的金属铜浇注到烧好的钨坯中， 使其在毛细作用下沿钨骨架孔隙流动并对多孔钨骨架的间隙进行润湿和填充，以便获得 特殊结合形式的且致密的 W-Cu 合金复合材料。采用该技术能制备出密度相对较高、性 能较好的 W-Cu 复合材料，这是国内外制备高性能 W-Cu 复合材料的主要方法。由于现 代工业对产品的要求越来越高，以及一些新的技术发明，钨骨架的制备方法也到了发展， 新的制备方法有挤压成型和注射成型，新方法的使用不仅降低了生产成本，而且产品质 量得到提高，拓展了钨铜复合材料的应用。但其也存在一些缺点，如钨颗粒大小不一致， 铜分布不均匀，熔渗后的 W-Cu 复合材料有富铜表皮，需要进行机加工，这增加了加工 费用。但这些均不能阻止熔渗法成为应用最广的方法。论文网

二、高温液相烧结法和活性液相烧结法