钨铜复合材料的应用前景

含钨量为50%~90%（质量分数）的钨铜复合材料综合了钨和铜的诸多优点，具有高的强度与硬度，良好的导电与导热性，低的热膨胀系数，良好的耐电弧侵蚀性，耐高温氧化性及抗熔焊性等特点，现已广泛应用于国防工业、航天航空、电子信息和机械加工等领域。随着钨铜复合材料的生产工艺及产品质量得到稳定和提高，钨铜复合材料越来越显示出广阔的应用前景，在某些领域甚至有不可替代的作用。

钨的熔点为3318°C，铜的熔点为1083°C。当使用温度超过钨铜复合材料熔点（约3000°C），铜会发生熔化，因蒸发而吸收大量的热量，大大降低了部件的表面温度，并为复合材料中的钨骨架提供良好的冷却作用，保证了部件的正常工作，从而使复合材料能承受一般材料无法承受的高温。因此，钨铜复合材料具有很好的耐高温性能和发汗冷却作用，可用于特殊需要的高温应用的部件，如航天设备中接触高温燃气的高温材料。美国从20世纪60年代就开始将其用来制造电磁炮的导轨、火箭导弹上的喉管喉衬及燃气舵等高温下应用的部件。可以预见，高温用钨铜复合材料在军事国防领域就会获得越来越多的新用途。

自钨铜复合材料问世以来，它就被用来制作各类高压电器开关的电触头，成为高压电器开关中不可或缺的关键材料。研究发现钨铜复合材料用作电加工电极材料具有特殊的优势。电加工电极材料是电火花加工中的关键材料，很大程度上决定了加工的稳定性，加工精度，加工面的粗糙度及精细加工能力。在电火花加工工艺开始发展的较长时期内，电加工电极一般由铜及铜合金制成。虽然其价格便宜，使用方便，但是因为不耐电火花烧蚀，以致电极消耗大，加工精度不高，有时还需要进行多次加工。而采用钨铜复合材料制成的电加工电极，不仅提高了被加工模具和部件的精度，而且减少了电极的损失，提高了加工效率，甚至一次即可以完成产品的粗加工和精加工。因此，随着模具精度和许多难加工材料部件用量的不断增多以及电火花加工工艺的日益成熟，钨铜复合材料电加工电极日趋普遍。

钨铜复合材料的热膨胀系数及导热系数可以通过调整钨和铜元素的比例来改变。将钨铜复合材料用作电子电路中的嵌块，连接件和散热元件，可以实现同时保证与硅片、砷化镓及陶瓷材料具有相匹配的热膨胀系数，从而避免热应力所引起的热疲劳破坏，因此，随着大规模集成电路和大功率电子器件的发展，钨铜复合材料作为升级换代的材料已开始大规模地用作电子封装和热沉材料。

钨铜复合材料还有许多新的应用方向，如可以作为重载荷滑动轴承的加强筋，高速转动和直线运动的固体密封件，各种仪器仪表中要求无磁、低膨胀、高弹性模量、防辐射屏蔽等特殊要求的零部件，聚合反应堆中承受和传递大热流的装置材料等。(钢研）