论文部分内容阅读
W-Cu复合材料在动高压、电子工业以及能源领域有广泛的应用。如W-Cu密度梯度材料中W和Cu密度落差大,可以拓宽密度梯度材料的密度范围,是密度梯度材料的优选体系之一,在动高压物理研究中具有重要价值。其次,W-Cu梯度复合材料由高熔点、低膨胀率、高强度的W和高导热性的Cu组成,具有导热性能良好和热膨胀率低等特点,也是一种较为理想的热沉材料。流延法因其操作简单、生产成本低、效率高以及流延膜组分可控等优点成为W-Cu复合材料制备的优选方法之一。流延料浆和流延膜的制备是流延法制备复合材料的关键,复合材料的性能在很大程度上取决于流延膜的优劣。因此,本论文的主要工作是制备一种适合流延的高性能W-Cu料浆及满足复合材料成型的W-Cu流延膜。本文分别采用聚乙烯醇缩丁醛(PVB)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作为粘结剂,Hypermer KD-1作为分散剂,聚乙二醇(PEG)作为增塑剂,并通过二次球磨的方式对金属粉和有机试剂均匀混合,制备W-Cu金属流延料浆。研究发现,当金属粉固相含量或粘结剂含量增多,料浆的粘度会随之增大；粘结剂PMMA含量为4wt%或PVB含量为3wt%时可以制备出固相含量分别高达80wt%和65wt%的W-Cu金属料浆,其粘度分别为467.7mPa·s和1233mPa·s;当PMMA或PVB用量为4wt%-5wt%时,W-Cu料浆稳定系数DC>0.9,稳定性良好；所制备的W-Cu流延料浆符合Herschel-Bulkley流体动力学模型,粘度适中,呈剪切变稀趋势,不表现出时间相关性,适宜流延成型,为流延成型W-Cu薄膜奠定了良好的研究基础。本文通过料浆除泡、流延及恒温干燥等步骤制备出不同组分的W-Cu流延膜,并对其结构与性能进行研究。研究表明,以PVB作为粘结剂制备的W-Cu流延膜中颗粒被紧密包覆,而以PMMA作为粘结剂制备的W-Cu流延膜中存在大量孔洞,前者拉伸强度高,且都可进行初加工；PVB或PMMA添加量为4.0wt%时,流延膜表面均匀性较好,粘结剂含量≥4.0wt%时,流延膜在厚度方向上的均匀性好；以PMMA为粘结剂制备的W-Cu流延膜密度高于以PVB为粘结剂制备的流延膜,且随粘结剂含量增加,流延膜密度先增大后减小；所制备的流延膜厚度分布均匀,通过H-B流体动力学模型对流延膜厚度进行预测,平均误差为5.5%,最大误差小于10%。