鎢銅功能梯度材料的應用

鎢銅功能梯度材料作為一種新型的非均質復合材料，可以把兩種不相溶材料的各種性能融為一體，具有緩解熱應力的作用，可以使鎢、銅充分發(fā)揮各自的本質特性，具有較好的力學性能、抗燒蝕性、抗熱震性等。因而，鎢銅功能梯度材料在各個領域中得到了廣泛應用。

1、鎢銅功能梯度材料在面向等離子部件中的應用
核聚變之所以能夠得到應用的關鍵因素之一就是面對等離子部件（Plasma-facingcomponent，PFC）的成功開發(fā)。核聚變實驗裝置中面對等離子體部件分為兩個部分[29]：一部分是面對等離子體材料，另一部分是熱沉材料。核反應堆中面對等離子體材料（PFMs）必須與等離子體相適應，且能承受高能熱流的沖擊。鎢具有高熔點、優(yōu)良抗等離子體沖刷能力及低濺射率等優(yōu)點，被認為是最具有前景的PFMs的候選材料[30]。在使用時PFMs必須與熱沉材料（Cu基材料）集成面向等離子體部件（HHFC），以排除等離子體在放電過程中產(chǎn)生的高熱負荷、高粒子通量及中子負載在面對等離子體材料表面的高熱量，以保證面對等離子體部件的完整性。
由于鎢、銅的彈性模量、熱膨脹系數(shù)相差太大，若只將普通焊接法與等離子噴涂法相結合，在制備和服役過程中，二者界面處易發(fā)生應力集中，產(chǎn)生裂紋，導致材料失效，連接的可靠性及部件模塊的使用壽命都有所下降。鎢銅功能梯度材料能很好地解決因熔點相差較大而存在的W、Cu連接問題，有效地緩和熱應力及增加傳熱效果

2、鎢銅功能梯度材料在電子材料領域中的應用
由于鎢銅功能梯度材料具有優(yōu)異的熱、電性能，常用于制作大規(guī)模集成電路和大功率微波器件中的基片、嵌塊、連接件和散熱元件以及用做大變流器中的觸頭材料。但隨集成電路集成度的增加及微波功率器件中功率的大幅度增加，其在使用過程中產(chǎn)生的熱量隨之增多。因此，優(yōu)化微波功率器件的關鍵是研制出高性能散熱材料。對于傳統(tǒng)的鎢銅均質熱沉材料而言，由于存在與陶瓷基板的封接問題，熱沉材料應具有低熱膨脹系數(shù)，因此，在保證與基板封接的前提下，很難做到進一步提高均質鎢銅復合材料的熱導率。然而，鎢銅功能梯度材料可有效的解決高熱導率與低膨脹系數(shù)之間的矛盾，通過成分調節(jié)，使鎢銅功能梯度材料同時滿足高導熱、低熱膨脹系數(shù)的要求。鑒于鎢銅功能梯度材料在這方面的優(yōu)勢，其在高性能散熱材料方面的研究備受矚目。