真空开关电器用钨铜复合材料

      钨铜材料作为高压电器开关的电触头在真空开关电器中已获得广泛应用,在钨铜制品中占有很大份额。而且由于钨铜材料的优良导电性和耐电烧蚀性,现已用于以凡为灭弧介质的新型高压电器开关中。

      同时,世纪年代前后,另一类新开发的真空开关用钨铜材料则在量大面广的低于的中、高压电器中得到广泛应用,此类真空电器开关体积小、性能好,操作方便,且容易维护,使用寿命长,并具有能适应易燃、易爆、高寒、潮湿及腐蚀环境使用等优良特点,已成为中高压一电网和电气化铁路的主导开关电器。真空用钨铜触头材料除应具常规电触头所需性能外,还特别要求其应符合真空应用材料中的气体含量极低的要求,故需采用特殊工艺如高温或真空脱气、真空熔渗等制备。

      在真空钨铜触头材料中,除常规的钨铜触头材料牌号外还发展了高钨低铜类钨铜制品,如、等,几种主要真空钨铜材料的牌号及其气体含量、导电性能和硬度如表一所示。当要求钨铜材料在低截流值的场合使用时,则可在其中加入少量其他低熔点金属,如等。

电加工电极用钨铜复合材料

        在电火花加工发展开始的较长时期内,普遍采用铜和铜合金作为加工电极。虽然铜和铜合金价格低廉、使用方便,但是由于铜及铜合金电极不耐电火花烧蚀,导致电极消耗大,加工精度差有时需进行多次加工。

        随着模具精度和许多难加工材料部件用量的不断增加,以及电火花加工工艺的日益成熟,钨铜材料作为电火花加工电极的用量与日俱增。采用钨铜材料的电加工电极,不仅使被加工模具及部件的精度提高,而且电极损失小,加工效率高,甚至一次即可完成产品的粗加工和精加工。

        电火花加工电极的特点是品种规格繁多,批量小而总量大。作为电加工电极的钨铜材料应具有尽可能高的致密度和组织的均匀性,特别是一些细长棒材、管料以及异型电极,如果采用常规的方法制取,则工艺十分繁杂,材料利用率很低。

电子封装及热沉用钨铜复合材料

        钨铜两相复合材料具有低的热膨胀系数和高的导电导热性,在大功率和大规模集成电路中被视为一种很好的热沉材料。近年来,国内外己有很多专家和学者对钨铜作为热沉材料进行了大量研究。这些研究主要包括粉末改性,添加活性剂以提高钨铜的烧结密度等。

        由于钨铜复合材料既具有很高的耐热性和良好的导热导电性,同时又具有与硅片、砷化稼及陶瓷材料相匹配的热膨胀系数,故作为嵌块、连接件和散热元件得到了迅速应用,现已成为新的重要的电子封装和热沉材料。

        目前,钨铜材料的相对致密度最高可达以上,采用纯度较高的粉末原料,材料的热导率可达'。作为电子封装及热沉材料,对钨铜材料的质量和性能有着更高的要求,不仅要求纯度高且应组织均匀、漏气率低、导热性很好及热膨胀系数小,故须严格控制生产工艺和产品质量。表一列出了用于封装热沉的主要钨铜材料的性能

高温用钨铜合金

        由于钨的高熔点使钨铜材料具有很强的耐高温性能,世纪年代,美国就开始将其利用作电磁炮的导轨材料、火箭导弹上的喷管喉衬及燃气舵等高温下应用的部件。其耐高温原理是当燃气温度接近甚至超过金属钨的熔点时℃,钨铜材料因其所含铜的蒸发而大量吸热,致使钨铜部件的表面区温度大大降低,从而能达到常规材料无法承受的高温气氛。

       高温钨铜材料在军事国防航天领域的开发和应用也正在大幅增长。作为航天科技及军事国防用钨铜材料须具有很高的可靠性,这对材料性能提出了更高的要求,特别是高温强度和高温燃气中的烧蚀性能等。