钨、钼骨架熔渗法
先将钨粉或钼粉压制成型,并烧结成具有一定孔隙度的钨、钼骨架,然后熔渗铜。此法适用于低铜含量的钨铜、钼铜产品。钼铜与钨铜相比,具有质量小,加工容易,线膨胀系数、导热系数及一些主要力学性能与钨铜相当等优点。
虽耐热性能不及钨铜,但比一些耐热材料要好,因此应用前景较好。因钼铜的润湿性比钨铜的差,尤其是制备低铜含量的钼铜时,熔渗后材料的致密度偏低,导致材料的气密性、导电性、导热性满足不了要求,其应用受到限制。
瞬时高温材料
瞬时高温材料是一种既重要又特殊的钨铜材料,可在接近钨熔点和稍超过钨熔点的温度下使用,工作时间很短,几秒至200秒便完成使命,所以叫瞬时高温材料。这类材料主要用来制造航天器的高温部件,如火箭喷管、制导导dan飞行方向的燃气舵、导dan端头(头锥、鼻锥)和其他构件。抗烧蚀性和抗热震性是瞬时高温材料的最主要使用性能,因为固体燃料的燃气温度一般高达2700~3300℃,燃气流中含有大量的固体粒子,对喷管、燃气舵等部件有严重的冲刷和烧蚀作用;而且这些部件是在急剧温升的条件下(几秒钟升至工作温度)工作的,因此对部件产生激烈的热震破坏作用。对端头而言,当飞行器飞入太空再进入大气层时,由于速度快而受到粒子云的激烈摩擦产生高温和侵蚀。钨铜材料是能够满足上述要求的较好材料。
随着碳一碳(c—c)纤维复合材料的研制成功和发展,因它具有质轻和抗热震性好的优点,火箭喷管喉衬越来越多地用它来制造。但其抗烧蚀性远不如钨铜材料,对那些要求抗烧蚀性高的喷管喉衬、燃气舵和其他部件仍需用钨基材料制造。
研究结果和意义
日本核融合科学研究所的研究院masayuki tokitani及其研究团队研制出一种直接连接钨和铜合金的技术,虽然有点困难。他们将连接材料用作缓冲,从而减少了中间材料的使用。利用这一技术,他们成功制备出在反应堆条件(~15 mw/m2)下都具有优异热转移容量的小型偏滤器。
该偏滤器必须能够承受得住极强的热流冲击,甚至在焊接热处理阶段,因为在这一阶段,这个元器件会被加热至900℃,再冷却至室温。所以,装甲材料和热沉材料连接界面上就会产生热应力。这种热应力应被尽可能快地除去。这一次,为了同时满足种种需求,研究团队的成员使用bni-6 (ni-11%p)、氧化物弥散强化铜合金(ods-cu)和glidcop? (cu-0.3wt%al2o3)作为填充材料,以达到最you焊接条件。
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