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钨铜在真空断路器和微电子领域中的运用

  钨铜由于自身的诸多优良特性,目前已广泛应用于大容量真空断路器和微电子领域,钨、铜的熔点相差很大,钨的熔点高于铜的沸点且钨铜不互溶,一般的熔炼方法难以生产钨铜复合材料,目前只有粉末冶金方法才能使钨铜复合材料制造成为现实。但是钨铜复合材料兼具钨、铜的优点,可以满足许多领域材料的使用要求。例如:钨的抗熔焊性能和抗侵蚀能力好,铜的导电性能好,两者结合用于真空断路器,可以满足真空断路器大容量开断要求;钨的线膨胀系数小,铜的导热性能好,钨铜复合材料用作大规模集成电路和微波器件中的散热元件,可以有效减少因散热不足和线膨胀系数差异导致的应力问题,延长电子元件的使用寿命。
  传统的钨铜触头材料作为高压电器开关的电触头在钨铜材料中仍然占有很大的份额,所不同的是已用于更新换代的以s凡为灭弧介质的新型高压电器开关中。同时,20世纪50年代前后,另一类新开发的真空开关则在量大面广的电压低于100 kV的中、高压电器中得到广泛运用和迅猛的发展,真空用钨铜触头材料除了常规电触头所需求的性能外,特别要求符合真空应用时材料极低的气体含量,这就要求采取特殊的制取工艺,如高温或真空脱气、真空熔渗等。真空钨铜触头材料与传统的钨铜触头材料不同的是还发展了高钨低铜的钨铜制品,如W一Cu10,W-Cu15。某些使用条件要求低截流值的钨铜材料,则可在其中加人少量的低熔点金属.如锑、秘、磅等。
  通过机械合金化方法可以很方便地大量生产钨铜材料,长时间的高能球磨处理,金属粉末的特性发生了变化。原来不相溶的金属产生了互溶现象。x射线衍射分析,经过65h球磨处理后,Cu原子已经固溶入w晶体中[m}。球磨过程中产生大量的晶体缺陷也增加了合金的自由能,有助于产生过饱和固溶体,所以经过压制成形,在较低的烧结温度下,就出现了固相烧结现象。通常情况钨铜固相烧结时晶粒几乎不长大,而经过机械合金化处理的钨铜粉在固相烧结时晶粒尺寸长大很多,而微观结构内部也和液相烧结相似。