鎢銅在我國的重要性地位

鎢銅在我國的重要性地位

 鎢銅、鎢銀材料是一般公認三大類金屬鎢制品之一（鎢絲、鎢桿;鎢基重合金;鎢銅、鎢銀材料）。因為它們三者各具自己特異的組織性能、特殊的制取方法和特有的應用領域。

        鎢銅、鎢銀材料開始發展于本世紀３０年代,比發明制取鎢絲、鎢桿的生產工藝晚,而與鎢基重合金的發明時間相近。它們是由鎢與銅或銀所組成的既不互相固溶又不形成金屬間化合物的兩相單體均勻混合的組織。對于這樣一種特殊組織,當時被稱之為“偽合金”（ｐｓｅｕｄｏａｌｌｏｙ）。正由于這樣的組織。因此,鎢銅、鎢銀材料成為鎢的耐高溫、高硬度、低膨脹系數等特性和銅與銀高的導電導熱性、好的塑性等特性的綜合結果,而且,其綜合性能還可以通過改變其組成成分的比例而加以調整。

        鎢銅、鎢銀材料一般采用兩種方法制取。其一是通常的粉末冶金方法,即混粉、壓制、燒結。但這種燒結制品的相對密度很低,大約僅為理論密度的９０%左右,而且,銅含量愈低相對密度愈低。因此,這種制品性能很差,現在僅應用在制取高含銅（Ｃｕ≥４０%質量分數）的鎢銅材料,而且在燒結后,還要通過復壓來進一步提高密度。另一種方法就是“熔滲法”,這也就是開始時為制取鎢銅、鎢銀材料而發明的專用方法。它是將鎢粉或摻入部分銅粉或銀粉的混合粉壓制成坯塊,然后在坯塊上放置所需的銅或銀,當升溫銅、銀熔化后即滲入到壓坯中的孔隙中,形成鎢銅、鎢銀材料。這樣制得的鎢銅、鎢銀材料相對密度高,性能好,是制取鎢銅、鎢銀材料的主要方法。

        鎢銅、鎢銀材料主要是作為高、低壓電器開關的接點和觸頭,也可以用作其他電加工、電真空和高溫模具的材料。五六十年代,美國等采用鎢銀材料作為高溫固體燃料火箭的噴管喉襯和導彈的鼻錐等。因為研究發現,當高溫氣流通過鎢銀材料時,材料組織中所含的銀將氣化揮發,吸取大量熱量,從而起了冷卻作用,保護了留下來的鎢的骨架。這就是所謂“自發汗冷卻”機理。這樣,就可以使鎢銀材料的使用溫度超過３０００℃。

        我國的鎢銅、鎢銀產業是在新中國成立以后發展起來的,其發展的速度是相當快的。雖然,在一些方面與國外優秀水平相比仍有一定差距,但是,已經基本滿足國民經濟和國防的需要。而且,在某些方面還具有自己的獨創和相當的水平。

        ８０年代至９０年代,真空開關中真空斷路器的興起,對于１０～３５ｋＶ電壓等級開關電器中鎢銅觸頭用量造成了明顯的下降。但是,９０年代后期,我國１０ｋＶ電壓等級真空負荷開關的引進和發展,又給鎢銅材料帶來了新的希望。當然,真空用鎢銅材料與常規材料相比,要求特殊的真空性能,即極低的氣體含量和放氣性,這就必需采取真空工藝生產。除了鎢銅材料用于真空復合開關外,還有真空接觸器用的碳化鎢銅、鎢銅鋁碲等類鎢銅系列材料。３２１世紀初我國鎢銅、鎢銀材料的發展展望

        ２０世紀行將結束,我國的鎢銅、鎢銀材料產業將如何面對即將來臨的２１世紀呢？特別是到２０１０年這１０年應該進行那些工作呢？我個人認為,除了繼續不斷提高目前生產鎢銅、鎢銀材料的質量和水平,擴大鎢銅、鎢銀材料在其他各個領域的應用外,可以著重注意以下幾點:

（１）我國地域廣大,但能源主要集中于西部,而能源大量消耗的地區則是經濟發達的東部,為了解決長距離輸電的經濟問題,需要開發制造８００～１０００ｋＶ超高壓的開關電器。目前,這種高壓開關電器國外也僅極少數幾個國家能夠制造。為此,鎢銅觸頭材料必需能夠緊跟和滿足這一發展的需要。

（２）目前,我國已將城鄉電網的建設和改造列為基礎建設的重要部分,其中所應用的主要開關電器將是１０～３５ｋＶ電壓等級的各種真空開關,需要面廣量大。因此,如何進一步開發新的真空用鎢銅、鎢銀系列電極材料,大力推廣其在真空開關中的應用是一個迫切需要解決的任務,也是這些材料升級換代的一種體現。

（３）鎢銅、鎢銀材料在微波器件以及電子器件中作為大功率、高溫、高效的散熱和熱沉材料,已經愈來愈受到國外有關人員的重視,而且開始得到應用。這也意味著鎢銅、鎢銀材料在高技術和信息工程中應用的良好前景。這一動向應該引起我們的注意,并應立即開展有關的研究開發工作。

（４）在軍工方面,鎢銅材料除了繼續開展在航天飛行器上的應用外,在其他方面還有應用的潛能,如坦克破甲彈的藥罩、增程炮的尾噴口、電磁炮軌道材料等。當然,這些工作關鍵在于要有確切的任務和與軍工有關單位的密切合作。

（５）為了完成以上各項有關的發展任務,必須進行相應的基礎開發研究和新工藝研究工作,如銅鎢、鎢銀系中添加稀土、其他元素和金屬間化合物的研究,納米級鎢銅、鎢銀材料的研究,鎢銅、鎢銀梯度材料的研究以及機械合金化、超細粉末、共還原粉末、注塑成型、溫壓、熱等靜壓等工藝的研究等等。