[发明专利]钨－铜复合粉

说明书

本申请系1994年12月22日提交的系列编号为08/362024和08/361415的部分继续申请，这些申请公开内容在此引入作为参考。

钨-铜(W-Cu)假合金用于制造电接触材料和电极，诸如散热器和分布器一类的热处理装置，以及陶瓷敷金属法中使用的导电墨和膏。由钨-铜假合金组成的物件的主要制造方法包括：多孔状钨为骨架中渗入液态铜，热压缩钨和铜粉末的掺合物，包括液相烧结、再压缩，爆炸压缩等各种技术。利用模注钨-铜复合粉末的方法可以制成复杂的形材。能采用处于或接近理论密度的钨-铜假合金制成物件则是所希望的。除了机械性能有所改进外，提高假合金密度还会提高导热性能，这对于电子工业中用作散热器材料的钨-铜假合金来说是个关键。

钨-铜体系中不同组分间仅仅显示出非常小的互溶性，因此，在1083℃以上和存在液态铜时，钨-铜假合金出现完全的增密作用。由于液态铜成形和铺展时所产生的压缩性毛细压力，液态铜对钨粒子的润滑作用以及高于1200℃时钨在铜中微不足道的溶解度等原因，综合地造成了烧结期间钨粒子的相对位移，从而有可能取代钨粒子。局部的增密作用和钨结构的重排，将引起烧结物件中钨、铜相的不均匀分布，以及铜的漏失即铜从烧结物件中损失。这将导致烧结物件的热性能/机械性能下降。

先有技术中试图利用铜包覆钨粒子以改进钨-铜复合粉末的均匀性的工艺方法没有取得成功，因为这种铜包覆的粉末在复合粉末固结成所要制作的形状期间，仍然显示出倾向于有铜漏失的高趋势。

因此，在使烧结物件中钨、铜相均匀分布的同时，也将有利于消除在液相烧结钨-铜假合金期间发生的铜漏失。

本发明的一项目的是消除先有技术中存在的不足。

本发明的另一项目的是生产钨-铜复合粉末，并能用它来制造具有高效导电和导热性能的钨-铜假合金。

本发明的进一步目的是生产一种钨-铜复合粉末，使之可以被压缩和烧结成接近理论密度而又没有铜漏失。

本发明的更进一步目的是生产一种钨-铜复合粉末，用它可以制造具有高度二维控制性能的烧结物件。

根据本发明的首项目的，它是提供一种含具有钨相和铜相个体颗粒的钨-铜复合粉末，其中钨相基本上包封着铜相。

根据本发明的另一目的，它是提供含具有钨酸铜相和三氧化钨相的个体颗粒钨-铜复合氧化物粉末，其中三氧化钨相主要存在于个体颗粒的表面。

根据本发明的进一步目的，它是提供一种形成均匀W-Cu假合金的方法，该方法包括将钨包覆铜的复合粉末压缩形成密实体，并将该密实体烧结。

根据本发明的更进一步目的，它是提供一种有钨区和铜区微结构横截面的钨-铜假合金，其钨区大小约在5微米以下，铜区大小约在10微米以下。

图1是含铜25％(重量)的钨包覆铜复合粉末的横截面显微照像结果。

图2是含铜15％(重量)的钨包覆铜复合粉末的横截面显微照像结果。

图3是钨相基本上包封着铜相的钨包覆铜复合颗粒的横截面示意图。

图4是钨相完全地包封着铜相的钨包覆铜复合颗粒的横截面示意图。

图5是具有枝状形态学结构且钨相基本上包封着铜相的钨包覆铜复合颗粒的横截面示意图。

图6示意说明了合成钨-铜复合氧化物和钨酸铜-三氧化钨机械混合物中，三氧化钨对钨酸铜的摩尔比与三氧化钨X-射线衍射峰(3.65)对钨酸铜X-射线衍射峰(2.96)的峰强度比之间的关系。

图7示意表达了由含铜15％(重量)的钨包覆铜复合粉末在不同烧结温度下制成钨-铜假合金时，所用压力和产品电导率之间的关系。

图8示意表达了由含铜量不等的钨包覆铜复合粉末制成钨-铜假合金时，所用压力和产品电导率之间的关系。

图9是由经研磨和喷雾干燥的钨包覆铜复合粉末制成含铜15％(重量)的钨-铜假合金的横截面显微照像结果。

为了更好地理解本发明以及其他进一步的目的，优点和性能，请参考下述与附图有关的发明内容和附加权利要求。