Principali applicazioni dei compositi W-Cu

Poiché iltungsteno (W) ha una buona funzione di emissione di elettroni, una classe di compositi come la lega di tungsteno e i compositi W-Cu sono buoni materiali per elettrodi, che sono stati ampiamente utilizzati nell'elettroerosione, nel blocco di guida delle locomotive elettriche, nell'interruttore ad altissima tensione e nella saldatura nell'industria dell'energia elettrica.

Principali applicazioni dei compositi W-Cu

Ad esempio, la lega tungsteno-renio ha sostituito il platino come termocoppia per la temperatura in molte occasioni, e il filo di tungsteno-renio ad alte prestazioni è anche utilizzato come materiale elettronico per i tubi di visualizzazione che vengono lanciati in migliaia di case. Inoltre,cromo, vanadio e altri materiali sono stati ampiamente utilizzati nella microscopia elettronica e hanno rivestito il vetro.

In questo articolo, diamo uno sguardo più da vicino alle principali applicazioni dei compositi W-Cu.

Il tungsteno ha un'elevata durezza e il punto di fusione più alto tra tutti i metalli, il rame (Cu) ha un'eccellente conducibilità elettrica e termica, mentre il composito W-Cu ha una buona conducibilità elettrica e termica, un basso coefficiente di espansione termica e un'elevata resistenza alla corrosione dell'arco, per cui è stato ampiamente utilizzato come materiale per i contatti elettrici, l'elettroerosione, la saldatura a resistenza e gli elettrodi al plasma per molto tempo.Con lo sviluppo della tecnologia dell'informazione microelettronica, il materiale composito W-Cu è stato ampiamente utilizzato nei circuiti integrati su larga scala e nei dispositivi a microonde ad alta potenza.

1. Materiale composito W-Cu utilizzato per i contatti elettrici

Poiché il punto di fusione del W (3390 ~ 3430 ℃) è molto più alto del punto di ebollizione del Cu (2350 ~ 2600 ℃), il Cu nel tungsteno-rame può raffreddarsi e mantenere l'integrità dello scheletro di tungsteno attraverso la dissipazione del calore "sudato" sotto l'azione dell'arco ad alta temperatura quando viene utilizzato come contatto elettrico, garantendo così una buona funzione di rottura del contatto elettrico.

Il materiale composito W-Cu ha un'eccellente resistenza alla corrosione da arco, alla saldatura per fusione e alla resistenza alla tensione, che lo rende particolarmente adatto all'uso come contatto aperto e chiuso ad alta tensione e UHV, come ad esempio negli apparecchi a vuoto e nei nuovi apparecchi ad alta tensione con SF6 come mezzo di estinzione dell'arco.

2. Composito W-Cu per imballaggi elettronici e dissipatori di calore

Con il rapido sviluppo della tecnologia dei chip IC, i requisiti dei materiali per l'imballaggio IC sono sempre più esigenti. Oltre a richiedere che i materiali per l'imballaggio elettronico abbiano una conducibilità termica (TC) fino a 170 ~ 190 W/(m-K) e un coefficiente di espansione termica (CTE) basso e appositamente impostato, devono anche essere facili da lavorare e da modellare a basso costo.Il materiale composito W-Cu è facile da regolare nei parametri termofisici e migliora notevolmente il suo campo di applicazione nei dispositivi microelettronici. Pertanto, è considerato un buon materiale per il dissipamento di calore nei dispositivi ad alta potenza.

L'adeguato coefficiente di espansione termica può essere ben adattato ai materiali semiconduttori come i chip di silicio, l'arseniuro di gallio e i materiali ceramici nei dispositivi microelettronici, evitando così i danni da fatica termica causati dallo stress termico. Inoltre, il materiale composito W-Cu può essere formato nelle dimensioni finali e il dispositivo può essere miniaturizzato.

3. Materiale composito W-Cu per la lavorazione degli elettrodi

Lo sviluppo di varie tecnologie avanzate di elettrolavorazione è diventato un altro importante campo di applicazione dei materiali compositi W-Cu, caratterizzati da elevata resistenza al calore, conducibilità elettrica, conducibilità termica e resistenza all'ablazione dell'arco.

Il Cu e la lega di Cu sono ampiamente utilizzati come elettrodi di lavorazione durante il lungo periodo dell'elettroerosione. Sebbene il Cu e la lega di rame siano economici e comodi da usare, il consumo di materiale per gli elettrodi è troppo elevato e la precisione di lavorazione è scarsa, perché gli elettrodi in Cu e lega di rame non sono resistenti all'erosione per elettroerosione. Pertanto, non possono soddisfare le esigenze di lavorazioni speciali in molte occasioni.

Conclusioni

Vi ringraziamo per aver letto il nostro articolo e speriamo che possa aiutarvi a comprendere meglio le principali applicazioni dei compositi W-Cu. Se volete saperne di più sui compositi W-Cu, vi consigliamo di visitare Stanford Advanced Materials (SAM) per maggiori informazioni.

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