鉬銅復合材料通常是將銅與鉬通過燒結、熱壓等工藝結合形成的。鉬具有極高的熔點和較低的熱膨脹系數,而銅則具有優異的熱導性,這使得兩者的組合能夠在高溫環境中有效散熱,并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于要求高導熱性與熱穩定性的領域,如半導體激光器、激光器件和高功率電子器件。
鉬銅熱沉材料的制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鉬銅復合材料的基本原料。鉬粉一般采用高純度鉬粉,而銅粉則通過還原銅氧化物獲得。為了提高復合材料的均勻性,通常需要對這兩種粉末進行表面處理,如表面氧化或涂覆保護層。
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。混合工藝通常采用機械合金化(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布。通過控制混合時間和設備參數,可以調節粉末的粒徑和形貌,從而影響最終材料的性能。
3. 燒結與熱壓
燒結是鉬銅復合材料制造中的核心工藝之一。通過高溫燒結,將鉬和銅粉末在適當的溫度下結合成致密的復合材料。在燒結過程中,鉬的顆粒會在銅基體中形成相互連接的網絡結構,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時氣孔產生而導致的性能不均勻。
4. 后處理
燒結后的鉬銅復合材料通常還需要經過一系列后處理工藝,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,進一步提高材料的致密度和表面光潔度。