铜钨

铜钨（又称钨铜、CuW或WCu）是一种由铜和钨混合而成的材料。由于铜和钨互不溶解，该材料由一种金属的独立颗粒分散在另一种金属基体中构成，其微观结构更像是一种金屬基複合材料，而不是真正的合金。

该材料结合了两种金属的特性，具有耐高温、耐燒蝕、高熱導率和高导电性，且易于机械加工。

零件通常通过将钨颗粒压制成所需形状、对压制件进行燒結，然后浸渍熔融铜来制备。也可制成复合材料的板材、棒材和条材。

常用的铜钨混合物含铜量为10-50 wt.%，其余主要为钨。其典型性能取决于成分。含铜量较低时，密度、硬度和电阻率更高。10 wt.% Cu的CuW90密度为16.75 g/cm3，50 wt.% Cu的CuW50密度为11.85 g/cm3。CuW90的硬度和电阻率分别为260 HB kgf/mm2和6.5 μΩ·cm，均高于CuW50。

常用铜钨成分的典型性能
成分密度硬度电阻率电导率弯曲强度wt. %g/cm3≥HB Kgf/mm2≥μΩ.cm≤ %IACS≥Mpa≥W50/Cu5011.851153.254–W55/Cu4512.301253.549–W60/Cu4012.751403.747–W65/Cu3513.301553.944–W70/Cu3013.801754.142790W75/Cu2514.501954.538885W80/Cu2015.152205.034980W85/Cu1515.902405.7301080W90/Cu1016.752606.5271160

 应用 
铜钨复合材料在需要高耐热性、高电导率和高热导率以及低热膨胀的场合中应用。一些应用包括在电阻焊中，作为，以及作为散热片。作为触头材料，该复合材料对电弧侵蚀具有优异的抗蚀性。钨铜合金还用于电火花加工和電化學加工的电极材料。

含75 wt.% W的CuW75复合材料广泛用于芯片载体、基板、法兰和的支架与框架。铜的高热导率与钨的低热膨胀相结合，可实现与硅、砷化鎵及某些陶瓷的热膨胀匹配。其他可用于此类应用的材料还有铜钼合金、和。

含70–90 wt.% W的复合材料用于某些特殊成形裝藥的内衬。对均质钢目标的穿透试验表明，由于密度和破碎时间的增加，其穿透能力较纯铜内衬提高了约1.3倍。基于钨粉的成形装药内衬尤其适用于油井完井。也可用其他延展性金属替代铜作为粘结剂，并可在粉末中添加石墨以作润滑剂。

铜钨还可用作真空环境中的触头材料。当触头为超细晶时，其电导率远高于普通钨铜。钨铜因成本低、抗电弧侵蚀、导电性佳、耐机械磨损及抗触头焊粘性能优异，常用于真空、油和气体系统中的触头材料。但在空气中使用时表面易氧化；铜含量越高，其在空气中的耐腐蚀性越好。钨铜在空气中的应用包括作为弧尖、弧板和弧足。

铜钨材料常用于中高压的电弧触头，在可达20000 K以上的环境中，其抗电弧侵蚀性能可通过调整晶粒尺寸和化学成分得到进一步提升。

电火花（EDM）工艺也采用铜钨材料。尽管通常使用石墨电极，但由于钨的高熔点（3420 °C），铜钨电极的使用寿命比石墨电极更长。这对经过复杂加工的电极尤为重要，因为铜钨电极在耐磨损的同时可提供更高的几何精度。此外，由于材料更不易碎裂和变形，可制造出更细、更长的电极棒和管材。

 特性 
钨重量分数％ 55 68 70 75 78 80 85 90抗拉强度 (MPa) 434 517 586 620 648 662 517 483热导率（W/(cm K)） 2.4 2.1 2.01 1.89 1.84 1.82 1.75 1.47 20°C时的电阻3.16 3.33 3.41 3.51 3.71 3.9 4.71 6.1 100℃时的比热容  195 174 160
复合材料的电学和热学性能随成分比例而变化。随着铜含量的增加，热导率显著提高，这在断路器等应用中起着关键作用；而电阻率则随着钨含量的增加而增大，从55 wt.%钨时的3.16 μΩ·cm增加到90 wt.%钨时的6.1 μΩ·cm。抗拉强度随钨含量提升而上升，在80 wt.%钨（20 wt.%铜）时达到了最高值663 MPa；超过此比例后，抗拉强度开始迅速下降。

 参考 

Category:晶片封裝
Category:钨化合物
Category:铜合金