钨铜梯度材料热震过程中显微组织及热性能

作者：徐仙; 陈鹏起; 台运霄; 魏邦争; 卫陈龙; 程继贵

来源：复合材料学报, 2021, 38(12): 4205-4211.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20210215.004

• W-Cu合金
• 功能梯度材料
• 热震
• 显微组织
• 热导率

针对目前W-Cu功能梯度材料（FGM）在长期热震循环过程中的稳定性缺乏相应研究的问题,以化学镀W-10wt%Cu复合粉体和Cu粉为原料,通过叠层压制和常压气氛烧结的工艺制备了W-10wt%Cu/W-20wt%Cu/W-30wt%Cu层状梯度材料。在600℃、800℃、1 000℃温度下进行热震试验,对试样在不同热震温度、热震次数下的显微组织和热学性能变化进行了研究。试验结果表明,随着热震温度升高,渗出至试样各梯度层表面的Cu逐渐增加。当热震温度达到1 000℃时,试样各梯度层表面出现大量Cu聚集成片的现象,同时在W-20wt%Cu/W-30wt%Cu界面处发现了界面裂纹。随着热震次数的提高,在W-10Cu层中,Cu逐渐渗出表面并在内部留下微孔。此外,W-Cu FGM的热导率随热震次数的增加而减小,在1 000℃经过200次热震后,室温热导率由200.54 W·（m·K）-1降至159.23 W·（m·K）-1,降低了20.60%。该结果揭示了热震循环中裂纹形成与显微组织变化的耦合失效机制,明确了W-Cu FGM安全服役的范围。

• 单位
  合肥工业大学