W-Cu复合材料的设计、制备与性能PDF电子书下载

第1章 概论 1

1.1 纳米结构W-Cu复合材料的发展和应用 2

1.1.1 纳米结构W-Cu复合材料的发展现状 2

1.1.2 W-Cu复合材料的应用 3

1.1.2.1 微电子封装材料 3

1.1.2.2 高性能电触头、电极材料 5

1.1.2.8 航天、军工领域高温用W-Cu复合材料 6

1.2 功能梯度材料（FGM）发展和应用 7

1.2.1 FGM的发展现状 7

1.2.2 FGM的优化设计 9

1.2.3 W-Cu功能梯度材料的发展现状 10

1.2.8.1 熔渗法 11

1.2.3.2 粉末冶金法 11

1.2.3.8 等离子喷涂法 12

1.2.4 W-Cu功能梯度材料的应用 12

1.2.4.1 面对等离子部件用W-Cu功能梯度材料 12

1.2.4.2 电子材料领域用W-Cu功能梯度材料 13

1.3 W-Cu复合材料的制备方法 14

1.3.1 传统W-Cu复合材料的制备工艺 14

1.3.1.1 熔渗烧结 15

1.3.1.2 W-Cu混合粉的活化液相烧结 15

1.3.1.3 钨铜复合材料的注射成型技术 16

1.3.2 细晶钨铜复合材料的制备工艺 16

1.3.2.1 溶胶－凝胶法 17

1.3.2.2 喷雾干燥法 17

1.3.2.3 机械－热化学合成法 19

1.3.2.4 机械合金化 20

1.3.3 FGM的主要制备技术 22

1.3.3.1 粉末冶金法 22

1.3.3.2 等离子喷涂法 23

1.3.3.3 气相沉积法 24

1.3.3.4 自蔓延高温燃烧合成法（SHS） 25

参考文献 25

第2章 W-Cu纳米晶粉体的机械合金化过程及热稳定性 36

2.1 球磨粉体的相结构演变和微观组织 37

2.1.1 MA过程中W-Cu复合粉体的相组成 37

2.1.2 MA过程中W-15Cu复合粉体的微观组织和结构 41

2.2 机械合金化合成W-Cu纳米晶粉体的特性 43

2.2.1 MA过程中W-15Cu复合粉体的表面形貌 43

2.2.2 MA过程中W-15Cu复合粉体的粒度和比表面积 44

2.2.3 MA过程中W-Cu复合粉体的成分分析 46

2.3 MA过程中纳米晶W（Cu）过饱和固溶体的形成机制 48

2.4 机械合金化W-Cu复合粉体的热稳定性 51

2.4.1 退火后W-15Cu复合粉体的XRD分析 51

2.4.2 MA合成W-15Cu复合粉体的DSC分析 53

2.4.3 退火后W-15Cu复合粉体的微观组织和结构 54

参考文献 55

第3章 纳米结构W-Cu复合材料的致密化及性能表征 58

3.1 纳米晶W-Cu复合粉体的烧结致密化工艺 59

3.1.1 成型压力对粉末压坯密度和烧结体致密度的影响 59

3.1.2 烧结温度和保温时间对W-Cu复合材料致密度的影响 61

3.1.3 机械合金化工艺对W-Cu复合材料致密度的影响 63

3.1.4 热压烧结W-Cu复合材料的致密度 64

3.2 W-Cu复合材料的显微组织结构和成分分析 65

3.2.1 烧结体表面的显微组织结构 65

3.2.2 烧结体的断口形貌 67

3.2.3 烧结体的成分分析 68

3.3 纳米晶W-Cu复合粉末的烧结致密化机理 70

3.3.1 传统的粉末冶金液相烧结机制 70

3.3.2 机械合金化纳米晶W-Cu复合粉末的烧结致密化机制 72

3.4 W-Cu复合材料的力学和物理性能 75

3.4.1 W-Cu复合材料的硬度 75

3.4.2 W-Cu复合材料的抗弯强度 76

3.4.3 W-Cu复合材料的导热性能 78

3.4.4 W-Cu复合材料的导电性能 79

参考文献 81

第4章 W-Cu/ALN复合材料的制备及性能表征 84

4.1 W-Cu/AlN复合材料制备工艺和参数 85

4.1.1 实验原料 85

4.1.2 W-Cu/AlN复合材料的成分设计与制备 86

4.1.2.1 成分设计 86

4.1.2.2 实验路线 86

4.2 实验结果与讨论 87

4.2.1 纳米AlN颗粒对W-Cu复合材料密度的影响 87

4.2.2 热压烧结W-Cu和W-Cu/AlN烧结体的XRD分析 88

4.2.3 AlN对W-Cu复合材料的显微组织的影响 89

4.2.4 W-Cu/AlN复合材料的成分分析 91

4.2.5 AlN对W-Cu复合材料的硬度的影响 92

4.2.6 AlN对W-Cu复合材料抗弯强度的影响 93

4.2.7 热压烧结W-Cu和W-Cu/AlN复合材料的抗弯断口形貌 94

4.2.8 复合材料的导热性能 95

4.2.9 复合材料的导电性能 96

参考文献 97

第5章 W-Cu梯度功能材料的有限元优化设计 99

5.1 热应力有限元模拟的理论知识 100

5.1.1 热应力理论基础 100

5.1.2 温度场问题的微分方程与定解条件 103

5.1.2.1 温度场问题的微分方程 103

5.1.2.2 温度场问题的定解条件 103

5.1.3 热弹性问题的基本方程与求解 105

5.1.3.1 热弹性基本方程及边界条件 105

5.1.3.2 热弹性基本方程的求解 107

5.2 钨铜功能梯度材料结构设计与优化 108

5.2.1 有限元分析几何模型及边界条件 108

5.2.2 成分分布函数和物性参数模型 109

5.2.2.1 FGM的成分分布函数 109

5.2.2.2 材料物性参数模型 110

5.2.3 钨铜功能梯度材料残余热应力计算结果 112

5.2.3.1 封接层与散热层间无过渡情况的残余热应力分析 112

5.2.3.2 三层W-Cu梯度材料的残余热应力分析 114

5.2.3.3 四层W-Cu梯度材料的残余热应力分析 117

参考文献 122

第6章 W-Cu梯度功能材料的制备及性能 124

6.1 W-Cu梯度功能材料成分设计与制备工艺 125

6.1.1 梯度材料成分设计 125

6.1.2 工艺路线 125

6.2 实验结果与讨论 126

6.2.1 W-Cu FGM的显微结构 126

6.2.2 W-Cu FGM的成分分析 127

6.2.3 W-Cu FGM的抗弯强度 132

6.2.4 W-Cu FGM的导热性能 132

6.2.5 W-Cu FGM的抗热震和热疲劳性能 133

6.2.5.1 W-Cu FGM的抗热震性能 133

6.2.5.2 W-Cu FGM的热疲劳性能 134

参考文献 134