鉬銅複合材料通常是將銅與鉬通過燒結(jié)、熱壓等工藝結(jié)合形成的。鉬具有極高的熔點和較低的熱膨脹係數(shù),而銅則具有優(yōu)異的熱導性,這使得兩者的組合能夠在高溫環(huán)境中有效散熱,並且不會因為熱膨脹差異導致材料破裂或失效。因此,鉬銅熱沉材料被廣泛用於要求高導熱性與熱穩(wěn)定性的領(lǐng)域,如半導體雷射器、雷射器件和高功率電子器件。
鉬銅熱沉材料的製造工藝主要包括以下幾個步驟:
1. 原料準備
鉬和銅的粉末是生產(chǎn)鉬銅複合材料的基本原料。鉬粉一般採用高純度鉬粉,而銅粉則通過還原銅氧化物獲得。為了提高複合材料的均勻性,通常需要對這兩種粉末進行表面處理,如表面氧化或塗覆保護層。
2. 粉末混合
鉬粉和銅粉在一定的比例下進行混合,形成均勻的粉末混合物。混合工藝通常採用機械合金化(MA)或球磨工藝,這些方法能夠有效地使鉬和銅粉末在微觀尺度上均勻分佈。通過控制混合時間和設(shè)備參數(shù),可以調(diào)節(jié)粉末的粒徑和形貌,從而影響最終材料的性能。
3. 燒結(jié)與熱壓
燒結(jié)是鉬銅複合材料製造中的核心工藝之一。通過高溫燒結(jié),將鉬和銅粉末在適當?shù)臏囟认陆Y(jié)合成緻密的複合材料。在燒結(jié)過程中,鉬的顆粒會在銅基體中形成相互連接的網(wǎng)路結(jié)構(gòu),從而提高材料的熱導性與力學性能。為了提高材料的密實度和強度,通常還需要進行熱壓處理,這能有效避免因燒結(jié)時氣孔產(chǎn)生而導致的性能不均勻。
4. 後處理
燒結(jié)後的鉬銅複合材料通常還需要經(jīng)過一系列後處理工藝,如熱等靜壓(HIP)、機械加工、表面處理等,以去除不必要的氧化物和氣孔,進一步提高材料的緻密度和表面光潔度。