本技术涉及一种协同增强型细晶高温钼铜基复合材料及其制备技术,属于难熔钼基复合材料和粉末冶金技术领域。该复合材料由铜1-45%、碳化锆等原料按质量百分比组成,通过特定的制备工艺获得。
背景技术
钼铜是典型的二元假合金,它结合了钼的高熔点、高强度和铜的高塑性、高导电、高导热等优良性能,已广泛应用于国民经济和军事、航空航天等高新技术领域,如电极电触头材料、热沉封装材料、火箭喷嘴、导弹喷管喉衬、燃气舵等高温部件。与相似的钨铜二元假合金相比,钼铜材料耐热性能、高温强度、抗燃气烧蚀性不及钨铜合金,但钼铜合金比钨铜合金质量轻且散热速率、稳定性和可加工性优于钨铜合金,故钼铜合金在用作连接件和热耗散元件等需要质轻的电子封装和热沉材料等方面更具有优势。然而,随着工业应用的飞速发展和高端需求的出现,各种极端、苛刻的服役环境对部件器件的综合性能提出了更高的要求。目前,传统的钼铜材料已很难满足高温下高性能的要求。
我国拥有非常丰富的钼矿资源,这为我国大力发展钼基复合材料提供保障。然而,由于钼和铜互不相溶且润湿性差,加之钼和铜的熔点存在巨大差异,其中钼的熔点高达2622℃,铜的熔点为1083℃,这使得钼铜合金的烧结性差,给钼铜合金的制备带来了巨大挑战。
目前,主要通过高温液相法、熔渗法和场辅助烧结制备钼铜复合材料。然而,高温液相法或熔渗法不仅存在烧结温度高、保温时间长、铜相分布不均、晶粒长大和制备工艺复杂等问题,制备出的钼铜合金还存在致密度和晶粒尺度的反向矛盾,且微观结构均匀性较差,合金的综合性能不高。现有技术通过场辅助活化制备出了钼铜合金,使得压坯在较低温度下快速完成致密化过程,制备过程易于控制,且烧结过程无需添加活化元素,从而提高产品质量。但是,这种方法所制备出的钼铜合金的致密度、强度和硬度与现有钼铜和钨铜合金相比无突出优势,仍无法解决航空航天和微电子等领域高温高性能这一需求难题,由此制约了其在高新技术领域的应用。
实现思路