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钨铜材料与钨铜功能梯度材料对比

文章作者:admin 浏览次数: 发表时间:2020-09-24 14:39:19

传统的钨铜材料是由钨和铜两种金属构成的两相合金。常用合金的含铜量为6%~45%。该合金用粉末冶金方法制取,具有良好的导电导热性,较好的高温强度和一定的可塑性。在很高的温度下,如3000℃以上,合金中的铜会被液化蒸发,大量吸收热量,降低材料表面温度。所以这类材料也称为金属发汗材料。它主要用于电加工和电接触材料,如电极材料、触点材料、焊接材料以及导卫材料等。但是,在一些特殊环境的发动机以及部件需在两端保证导热性能以及优良的机械性能,而普通的钨铜材料很难做到这一点。

钨铜功能梯度材料(FGM)的一端为低热膨胀系数的纯钨或高钨合金,另一端则是纯铜或高铜合金,中间为呈梯度变化的过渡层。早在20世纪80年代,随着航空航天领域高技术的飞速发展,对于相关材料的要求也日益苛刻。如在超音速燃烧冲压式发动机中,燃烧室内的工作温度经常要超过2000℃,对燃烧室内壁产生强烈的热冲击;在如此高的热负荷下,必须用燃料液氢对外壁进行冷却,它们之间产生的极大温差和热应力是普通陶瓷和耐热金属无法承受的,这也是钨铜功能梯度材料引起的问题。其是通过连续平滑地改变钨、铜的组成和结构,使钨、铜结合部位的界面消失,从而形成性能和功能随组成和结构的变化,而呈现梯度变化的异质合金。


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