铜基低膨胀复合材料

㈠ 金刚石的热导率高,热膨胀系数又小,为什么还用金刚石铜复合材料

人造金刚石是人工合成物质中热导率最高的，热导率可达2000W/m.K；金刚石的线热膨胀系数可低至1.2ppm/K。铜的热导率380W/m.K，热膨胀系数18ppm/K
。这两者合成的金刚石-铜复合片热导率可达800W/m.K,热膨胀系数5ppm/K左右。这种特别的材料最适合制作高速运算或高功率半导体芯片的衬底及导热材料，例如照明用LED的芯片衬底，电脑CPU等大面积芯片的热沉转接导热片。除了高热导率，金刚石-铜复合片的热膨胀系数可以调整到接近半导体芯片的热膨胀系数，避免热应力对半导体芯片的破坏。
为什么不能直接使用金刚石做这些衬底或导热片呢？目前生产人造金刚石的技术主要有三类：一是CVD金刚石多晶膜，这种薄膜厚度和结构力度是否合于使用姑且不论；主要是其造价及耗能甚高，目前不适宜大批量在半导体工业上应用。其二是爆炸法生产的人造金刚石微粒，这种金刚石粒径小，晶形破碎，杂质较多，可以做一些需要增加热导率材料的填充添加物，但不适合做金刚石-铜复合片。已经工业化大批量生产多年的高温高压合成金刚石单晶颗粒，自然就成为主角材料了。然而金刚石是碳元素晶格，硬度虽高但没有金属的延展性，在高温下容易石墨化或烧成二氧化碳。在高压制程中众多小颗粒聚合在一起挤压，晶格会从脆弱面崩裂，这些崩裂的碎片造成成品材料内部的空隙。金刚石是利用‘声子’传热，空隙就成了高热阻。所以即使能将金刚石粉末压合在一起也不能成为好的导热材料。铜的延展性和热导率在金属中都是名列前茅的，利用铜材料填充金刚石颗粒间的缝隙就能解决这个问题。当然，也可以制作金刚石-铝复合材料。

㈡ 低膨胀合金有什么用途

低膨胀合金用途：
低膨胀合金大都应用于在一定的环境温度要求尺寸近似恒定的元器件中。主要有：
(1)精密仪器仪表，光学仪器中的元件，如精密天平的臂，标准件的摆杆，摆轮，钟表的外补偿等；
(2)长度标尺。大地测量基线尺；
(3)各种谐振腔，微波通讯的波导管，标准频率发生器等；
(4)标准电容器的叶片和支承杆等；
(5)液态天然气，液态氢，液态氧等的储蓄罐和运输管道；
(6)热双金属片的被动层；
(7)高分辨率阴极射线管(显象管)中的阴罩；
(8)宇航工业复合材料零件的模子；
(9)用于人造卫星，激光，环形激光陀螺仪及其他先进的高科技产品。
在因瓦合金问世的一百多年以来，取其低膨胀系数低这一特征的应用领域迅速扩大，用因瓦合金制造的精密仪器仪表、标准钟的摆杆、摆轮及钟表的游丝成为早期最重要的产品，在上世纪20年代用因瓦合金代替铂用作于玻璃封接的引丝，大大的降低了成本；到了五、六十年代，因瓦合金的用途继续扩大，主要用于无线电电子管、恒温器中作控温用的热双金属片、长度标尺、大地测量基线尺等；到了八九十年代，广泛用于微波技术、液态气体储容器、彩电的阴罩钢带、架空输电线芯材、湝振腔、激光准直仪腔体、三步重复光刻相机基板等。进入21世纪之后，随着航天技术的飞速发展，新的应用还包括用在航天遥感器、精密激光、光学测量系统和波导管中作结构件、显微镜、天文望远镜中巨大透镜的支撑系统和需要安装透镜的各种各样科学仪器中。

㈢ 青铜基粉末冶金产品，在工艺配方不变的条件下，烧结后膨胀，产品强度很低，请问是什么原因。

粉末氧化，导致压制性和烧结合金化差。另金属粉末保管，容易吸水，湿度大的地区和季节要控制好。

㈣ 与其他基体的复合材料相比，为什么金属基体复合材料特别需要重视残余应力

复合材料按照基体分为金属基复合材料、无机非金属基复合材料和聚回合物基复合材料。聚答合物作为基体的包括不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂及各种热塑性聚合物（PA、PC、PP、PE、PET、PBT等）。各种材料各有特点，比如热塑的，一般可以回收再利用，热固的一旦成型就无法再回收。还有其他的耐候性、耐温性、介电等级各不相同，要根据你所需要的选用。其他两类复合材料也是如此，比如金属基复合材料，航天、航空领域对比强度、比模量、尺寸稳定性有严格要求，因此多会选用密度小的轻金属合金作为基体。而高性能发动机使用的复合材料不仅需要具备高比强度、比模量，还对其耐热疲劳、耐氧化有要求，一般使用钛基、镍基合金以及金属间化合物做基体材料。普通汽车发动机则同时需要考虑低成本，量产性，可以用铝合金材料做基体。而工业集成电路基板和散热元件，必须具有高导热、低膨胀特性，一般使用铜、铝等作为基体。无机非金属基复合材料的基体材料主要包括水泥、陶瓷、石膏和水玻璃等。其中，以陶瓷基、水泥基复合材料的研究最为活跃。

㈤ 铜合金中哪一品种它的硬度最高,同时具有最佳的导热和低的膨胀系教

铜合金中复硬度最高，耐磨导电，等最好制的材料钨铜合金是最好的，不过价格也高很多（欢迎咨询）

钨铜合金是钨和铜组成的合金。常用合金的含铜量为10%～50%。合金用粉末冶金方法制取，具有很好的导电导热性，较好的高温强度和一定的塑性。在很高的温度下，如3000℃以上，合金中的铜被液化蒸发，大量吸收热量，降低材料表面温度。所以这类材料也称为金属发汗材料。

钨铜复合材料是以钨、铜元素为主组成的一种两相结构假合金，是金属基复合材料.由于金属铜和钨物性差异较大，因此不能采用熔铸法进行生产，一般采用粉末合金技术进行生产。

钨铜合金有较广泛的用途，其中一大部分应用于航天、航空、电子、电力、冶金、机械、体育器材等行业。其次也要用来制造抗电弧烧蚀的高压电器开关的触头和火箭喷管喉衬、尾舵等高温构件，也用作电加工的电极、高温模具以及其他要求导电导热性能和高温使用的场合。

㈥ 低膨胀合金有什么概念简介

1896年法国物理学家C.E.Guialme发现了一种奇妙的合金，这种合金在磁性温度即居里点附近热膨胀系数显著减少，出现所谓反常热膨胀现象（负反常），从而可以在室温附近很宽的温度范围内，获得很小的甚至接近零的膨胀系数，这种合金，称为低膨胀合金。这种合金的组成是64%的Fe和36%的Ni，呈面心里方结构，其牌号为4J36，它的中文名字叫殷钢，英文名字叫因瓦合金（invar），意思是体积不变又名不膨胀钢。
在因瓦合金问世的一百多年以来，取其低膨胀系数低这一特征的应用领域迅速扩大，用因瓦合金制造的精密仪器仪表、标准钟的摆杆、摆轮及钟表的游丝成为早期最重要的产品，在上世纪20年代用因瓦合金代替铂用作于玻璃封接的引丝，大大的降低了成本；到了五、六十年代，因瓦合金的用途继续扩大，主要用于无线电电子管、恒温器中作控温用的热双金属片、长度标尺、大地测量基线尺等；到了八九十年代，广泛用于微波技术、液态气体储容器、彩电的阴罩钢带、架空输电线芯材、湝振腔、激光准直仪腔体、三步重复光刻相机基板等。进入21世纪之后，随着航天技术的飞速发展，新的应用还包括用在航天遥感器、精密激光、光学测量系统和波导管中作结构件、显微镜、天文望远镜中巨大透镜的支撑系统和需要安装透镜的各种各样科学仪器中。
总之，随着因瓦合金不断应用于人造卫星、激光、环形激光陀螺仪和其他先进的高科技产品，有力地表明这些古老的材料正在帮助现代科学向更高水平迈进。

㈦ 复合材料的基体是什么其作用是什么

合材料基体即复合材料中作为连续相的材料，分为聚合物基体，金属基体，无机非金属基体。
作用：基体材料起到粘结作用，均衡载荷，分散载荷，保护纤维的作用。复合材料分为两相，另一项为分散相，称为增强材料。
简介：
复合材料按照基体材料可分为金属基复合材料、无机非金属基复合材料和聚合物基复合材料这三大类。
1.金属基复合材料
在使用金属基复合材料时，不同领域要求迥异。举例来说，航天、航空领域对比强度、比模量、尺寸稳定性有严格的要求，因此会选择密度小的轻金属合金作为基体。而高性能发动机使用的复合材料不仅需要具备高比强度、比模量，还对其耐高温、耐氧化性能提出了要求，一般使用钛基、镍基合金以及金属间化合物做基体材料。普通汽车发动机对材料的耐热、耐磨、导热性能、高温强度有一定的考量，同时又要求成本低，适合批量生产，通常用铝合金材料做基体。而工业集成电路基板和散热元件，必须具有高导热、低膨胀特性，一般使用铜、铝等仅是作为基体。
如果想要增强金属基复合材料的强度，添加连续纤维增强材料可以有效达到这个目的。因为纤维作为增强材料，它的强度和模量都要高于金属基体。而在以颗粒、晶须、短纤维为增强材料的非连续增强金属基复合材料中，增强材料的强度和模量均要低于金属基体。选择增强材料时，还必须充分考虑其与金属基体的相容性，尤其是化学相容性。保证在金属基复合材料高温成型过程中，增强材料不会与基体发生化学反应，而影响复合材料的物理化学功能。当复合材料中含多种物质的时候，这一点就显得更加重要。
2.无机非金属基复合材料
无机非金属基复合材料的基体材料主要包括水泥、石膏和水玻璃等。我们以应用最广泛的水泥材料为例，水泥材料是多孔体系，这一特征不仅会影响基体本身的性能，也会影响纤维与基体的界面粘接。纤维与水泥的弹性模量比不大，应力的传递效应远不如纤维增强树脂。水泥基材的断裂延伸率较低，在受到强力拉伸时，水泥基体会先于纤维发生开裂。水泥基材中含有粉末或颗粒状的物料，与纤维成点接触，因此纤维的掺量受到很大的限制。水泥基材呈碱性，对金属纤维可起到一定的保护作用，但对大多数矿物纤维不利。
3.聚合物基复合材料

作为基体材料的复合物包括不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂及各种热塑性聚合物，这也是一种非常重要的复合材料。在聚合物基复合材料中添加纤维增强材料，可以起到增加强度的作用，所用的纤维种类有玻璃纤维、碳纤维、有机纤维和其他纤维等。
玻璃纤维具有很高的拉伸强度，而且防火、防霉、防蛀、耐高温，电绝缘性能也非常出色。其化学稳定性良好，除了HF、浓碱、浓磷酸外，与其他所有化学药品和有机溶剂都不会发生化学反应。但玻璃纤维也有缺点，那就是具有脆性、不耐磨、对人的皮肤有刺激性等。
碳纤维具有良好的耐高低温性能，其比重在1.5到2之间，热膨胀系数有各向异性的特点，导热有方向性，比电阻与纤维类型有关。化学性质较为稳定，除了能被强氧化剂氧化以外，与一般酸碱均不会发生反应，还具有耐油、抗辐射、吸收有毒气体和减速中子等性能。
有机纤维具有很高的拉伸强度以及弹性模量，它的密度小，热稳定性高，热膨胀系数各向异性，有良好的耐介质性能，但容易被各种酸碱腐蚀，耐水性不好。