現有鎢銅合金的燒結方法均存在一系列問題:
?。?)關于超細納米化合金粉末直接燒結法,制備時間長(一般50h)、出產值小,均限制了該方法工業化生產;并且固相燒結后晶粒尺寸明顯長大,跟其他常規方法燒結后大小相似,微觀結構與其他液相燒結也相似;另外,該方法還容易引入其他雜質元素影響產品最終性能。
?。?)活化液相燒結法中活化劑的加入會顯著降低材料的導熱導電性能,該方法對要求高導電導熱性的微電子材料來說是不利的。
?。?)熔滲法在熔滲后需要進行機械加工以去除多余的金屬銅,該方法反而增加了后序機加工費用,成品率下降,并且也不利于在形狀復雜零部件中采用。
分析上述現有技術各方法的存在以上諸多缺陷的主要原因在于鎢和銅盡管具有很好的潤濕性,但是由于兩者物理性質相差懸殊,因此在常規情況下的直接燒結,即使進行液相燒結,也不可能直接燒結得到高致密性的產品。因此,如何采用適當的方法使在不添加活化元素的基礎上燒結出高致密度且兩相分布均勻的鎢銅合金,并生產效率高、避開后續加工工序,是制服現有技術缺點的關鍵,也是制備鎢銅合金技術人員極待解決的技術問題之一。
鎢銅復合材料自20世紀30年代面世以來,在很長一段時間內主要用作各類高壓電器開關的電觸頭。正是由于鎢銅復合材料高的耐壓強度和耐電燒蝕功能,使高壓電器開關的耐壓等級和使用功率不斷提高,并成為高壓電器開關中不可缺少的關鍵材料。
到了60年代,鎢銅材料作為電阻焊和電加工的電極和航天技術中接觸高溫燃氣的高溫材料逐步得到應用。但是直到8O年代,隨著鎢銅材料生產工藝的改進及質量的提高,鎢銅復合材料才得到比較廣泛和成熟的運用。20世紀90年代,隨著大規模集成電路和大功率電子器件的發展,鎢銅材料作為升級換代的產品開始大規模地用做電子封裝和熱沉材料。
伴隨著鎢銅材料每一次新運用的開發,對其質量和性能均提出了新的更高要求,同時也促進了鎢銅材料新的制取工藝的不斷發展。但是,鎢銅材料是一種典型的假合金,因鎢和銅不相溶,燒結全致密化困難,孔隙度較大,故對材料的導熱導電性能、氣密封性和力學性能等有很大的不利影響。采用傳統的粉末冶金工藝所制備的鎢銅復合材料存在顯微組織粗大,殘余孔隙度大;材料微觀組織的均勻化不完全;產品的形狀、大小受到限制等問題,從而不能最大限度發揮材料的潛力。近年來,材料科學工作者對鎢銅復合材料的制取工藝以及新應用等進行了大量的探索研究工作,以使其適應各種新技術的要求。