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tungstencopper composite
简介
以钨和铜两种元素组成的材料。钨与铜不形成固溶体，也不形成金属间化合物，而是以各自金属组元独立、均匀的存在。因此，开始称之谓“假合金”，后来也归入“复合材料”中。具有钨骨架(骨架密度一般为70%～86%理论密度)的钨铜材料，在高温作用下，由于铜熔化、蒸发吸收了材料表面的热量，对钨基体有冷却效果，就像人体发汗降低体温一样，是一种金属发汗材料。钨具有高熔点、高强度和高硬度，铜具有良好导电性、导热性和韧性，钨铜材料综合了钨和铜的性能，具有很高的使用价值。
简史 20世纪30年代，德国首先用粉末冶金法制成钨铜假合金，用作高压电器开关触头，代替纯铜触头性能有很大改善。中国于50年代制造和应用钨铜(铜钨)触头。60年代中至80年代末，中国研究了钨铜材料的抗固体燃气烧蚀性和热震性，研制出用于固体燃料火箭的喷管、燃气舵和其他部件。
品种、性能和用途 钨铜材料具有较高的高温强度、硬度，良好的导电性、导热性和其他物理性能，可作为电工材料、瞬时高温材料、破甲材料以及 一些特殊用途的材料。各种钨铜材料的性能和用途见表。
钨铜材料的主要性能和用途
| 通用牌号 | 密度/g·cm-3 | 抗拉强度/MPa | 硬度(HB) | 电导率/MS·m-1 | 主要用途 | |
| 室温 | 1600℃ | |||||
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W-7Cu W-10Cu W-15Cu |
17.3～17.8 16.8～17.3 16.0～16.5 |
400～750 400～700 300～600 |
80～120 60～100 |
1 |
喷管、燃气舵 喷管、燃气舵、端头、构件 端头、构件、渗钡盐电子阴极 |
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WCu20(CuW80) WCu30(CuW70) WCu40(CuW60) WCu50(CuW50) |
15.1～15.5 13.7～14.2 12.7～13.2 11.7～12.2 |
180～220 170～200 140～160 110～130 |
20 25 29 33 |
触头、电极 触头、电极、药型罩 触头、电极 触头、电极 |
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电工材料 主要分为电接触材料和电加工材料。
(1)电接触材料。这是最重要的一类电工材料，它们具有高的抗电弧烧蚀性能和抗熔焊性能，用于各种高、低压开关电器和某些仪表中作为电触头、电触点和电极。电触头是钨铜材料应用量最大的 一类，特别是含铜量在20%～40%的钨铜材料应用量最大，主要用作护断路器触头和其他触头、触点。含15%～20%Cu的钨铜触头可用在电压高达50万V或更高的断路器上。
(2)电加工材料。指用在电阻焊、电铆接、电镦锻、电火花加工技术中的电极和模具材料。电火花加工要求电极或模具材料具有较好的导电性和抗电弧烧蚀性，以保证加工精度，所以多采用钨铜材料。电阻焊也多采用钨铜材料。电铆接和电镦锻在某些场合下也采用钨铜材料。
瞬时高温材料 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、制导导弹飞行方向的燃气舵、导弹端头(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-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。
破甲材料 钨铜材料可用作破甲材料，即 一种所谓“药型罩”材料。用钨铜材料(常用W-30Cu材料)制成杯形或漏斗形的罩，倒装于弹药筒的前端，靠火药的温度和压力使罩变形成射流而穿甲。这种药型罩最早用紫铜制造，并大量应用。为了增大罩的单位质量从而提高破甲能力，后来研制单位质量比紫铜大的钨铜材料药型罩，在理想的情况下，它比紫铜罩的破甲能力提高30%左右。如何制得材质均匀、能形成连续射流的钨铜药型罩是关键，目前大多数处在研制阶段。
制取工艺 钨熔点(3400℃)与铜熔点(1083℃)相差很大，并且钨与铜不发生合金化，无法用熔炼法制造钨铜材料。这种材料用粉末冶金法制造，主要有混粉烧结法和熔渗法两种工艺。混粉烧结法是将钨粉和铜粉按所需比例混合、压制、烧结、复压制得产品，一般用于制造含钨量较低(一般低于60%)的产品。熔渗法，也叫熔浸法，是将钨粉压坯(或加有少量铜粉的钨粉压坯)预烧结成多孔钨体(骨架)，然后放在铜液中浸渗;或压坯不经预烧结而是烧结和熔渗合为 一道工序在高于铜的熔点温度下进行熔渗。借助毛细力作用，熔融铜便渗透到钨体的孔隙中而制得产品。对熔渗法，优先选用平均粒度为4～10μm(费氏粒度)、粒度分布曲线形状类似高斯正态函数曲线f(x)=1/
·exp
的钨粉来制造(式中x为钨粉粒度)。
中国钨铜和钨银材料的国家标准有GB8320—87铜钨触头和银钨触头技术条件。