热旋锻法制备的钨铜线材的烧蚀性能 (2012年)

以松装熔渗?热旋锻技术制备的钨铜线材为电极和被烧材料分别进行烧蚀实验，研究其烧蚀特性。利用带能谱的扫描电镜分析钨铜线材烧蚀前后的组织形貌、物相组成和质量变化。结果表明：钨铜线材由钨和铜两相组成，钨颗粒镶嵌在铜相中形成致密的网络状结构。作为电极，线材沿横向和纵向均有铜相飞溅、挥发，仅留下近球状的钨骨架，线材的烧蚀速率较大。作为被烧材料，在靠近电极附近，铜相挥发完全，线材钨骨架裸露在电弧高温作用下形成脆性的氧化物，呈针状结构；而在远离电极区域的线材表面出现龟裂现象，同时线材的烧蚀速率较小。 ### 热旋锻法制备的钨铜线材的烧蚀性能 #### 一、引言 钨铜线材作为一种高性能材料，集成了钨的高强度和铜的良好导电性及导热性，因此在电加工、等离子体焊接以及喷涂等领域有着广泛的应用前景。其在电弧作用下的烧蚀性能直接影响着材料的使用寿命和稳定性。本文通过对采用松装熔渗−热旋锻技术制备的钨铜线材进行烧蚀实验，旨在深入探讨该材料在不同条件下的烧蚀特性及其微观结构的变化。 #### 二、实验方法与材料 ##### 实验材料 实验所使用的钨铜线材通过松装熔渗和热旋锻技术制备而成。这种特殊的制造工艺使得钨铜线材具备了独特的微观结构特征，钨颗粒镶嵌在铜基质中形成紧密的网络状结构，这种结构有利于提高材料的整体性能。 ##### 实验设备与方法 - **烧蚀实验**：将钨铜线材作为电极或被烧材料，进行烧蚀实验。 - **扫描电镜(SEM)**：结合能谱分析，用于观察和分析钨铜线材烧蚀前后的微观形貌、物相组成及质量变化情况。 #### 三、实验结果与讨论 ##### 微观结构特征 钨铜线材由钨和铜两种相组成，其中钨颗粒均匀分布并镶嵌在铜基质中，形成了一个致密的网络状结构。这种结构不仅能够提高材料的机械强度，还能够有效地促进热量的传导，增强材料的导电性和导热性。 ##### 作为电极时的烧蚀特性 - **横向与纵向铜相飞溅、挥发**：当钨铜线材作为电极使用时，电弧作用会导致铜相发生显著的飞溅和挥发现象，而钨颗粒则保持相对稳定。这种情况下，铜相的大量损失会导致线材的烧蚀速率显著增加，仅留下近球状的钨骨架。 - **烧蚀速率**：由于铜相的快速挥发，作为电极的钨铜线材表现出较高的烧蚀速率。 ##### 作为被烧材料时的烧蚀特性 - **靠近电极区**：在此区域内，铜相几乎完全挥发，钨骨架裸露在外，并在高温作用下形成脆性的氧化物，呈现出针状结构。 - **远离电极区**：远离电极的部分，铜相仍然存在，但由于局部温度较高，线材表面会出现龟裂现象。此时的烧蚀速率较靠近电极区域要小得多。 #### 四、结论 通过本研究可以得出以下结论： - 钨铜线材由钨和铜两种相组成，其中钨颗粒镶嵌在铜基质中形成的致密网络状结构对其烧蚀性能有重要影响。 - 当钨铜线材作为电极使用时，铜相的飞溅和挥发导致烧蚀速率较大；而作为被烧材料时，靠近电极附近的烧蚀速率远高于远离电极区域。 - 在高温电弧作用下，铜相的挥发不仅影响材料的烧蚀速率，还会导致钨骨架的氧化，形成脆性的氧化物。 - 远离电极区域的线材表面出现龟裂现象，这可能是由于局部温度升高导致的材料应力变化所致。 钨铜线材的烧蚀性能与其微观结构密切相关，对于进一步优化材料的制备工艺和提高其在实际应用中的性能具有重要意义。