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北京科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院研究開發(fā)的高性能W-Cu、Mo-Cu合金是一類采用新工藝制備的金屬功能材料。自1996年以來，本項(xiàng)目得到了國家自然科學(xué)基金、國防預(yù)研基金等大力支持與資助，歷時(shí)6年完成。采用先進(jìn)的活化工藝對原材料粉末進(jìn)行處理，再采用特殊的固結(jié)手段，制備出的W-Cu、Mo-Cu合金性能達(dá)到了國際先進(jìn)水平。它兼有鎢（或鉬）與銅的綜合性能，例如高的導(dǎo)熱性、優(yōu)異的高溫強(qiáng)度、良好的抗震性、抗燒蝕、抗高溫氣體腐蝕性、以及可調(diào)節(jié)的熱膨脹系數(shù)等。W-Cu合金的密度為16.36g/cm3，熱膨脹系數(shù)為7.2×10-6/℃，熱導(dǎo)率為182Wm-1K-1，彈性模量為274.6GPa，全部達(dá)到或超過了進(jìn)口件的性能，已用于我國國防和電子和民用工業(yè)部門。 由于W-Cu、Mo-Cu合金具有其它材料所不具備的優(yōu)異性能，因此可以在眾多的領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。例如在電子通訊領(lǐng)域可以用于散熱與熱沉材料、電子封裝材料，在工業(yè)電氣領(lǐng)域可以用于真空觸頭，在航空航天領(lǐng)域可用于尾部噴管喉襯、燃?xì)舛妫诘刭|(zhì)勘探與石油領(lǐng)域可用于巖石破碎彈的藥型罩等。

由于W和Cu兩種材料的熔點(diǎn)相差較大，采用熔鑄方法很難使兩組元之間均勻熔化和熔合，傳統(tǒng)的W-Cu復(fù)合材料制備方法主要采用粉末冶金制備技術(shù)：包括熔滲法、活化燒結(jié)法等。熔滲燒結(jié)時(shí)，液相Cu僅靠W骨架孔隙的毛細(xì)管作用滲入，銅凝固相不容易細(xì)小均勻；而高溫?zé)Y(jié)又會(huì)使W顆粒聚集長大，最終形成粗大不均勻的組織。活化燒結(jié)法通常是在W粉中加入少量Fe、Ni、Co等活化劑，但活化劑的加入會(huì)顯著的降低W-Cu材料的電導(dǎo)率，同時(shí)活化燒結(jié)后鎢坯的收縮變形較大，并且其燒結(jié)率隨燒結(jié)溫度的不同而變化，鎢坯的密度不好控制，最終導(dǎo)致滲銅后W-Cu材料的化學(xué)成分偏差較大。這些組織的不致密與不均勻最終影響材料的關(guān)鍵性能如硬度、斷裂強(qiáng)度、電導(dǎo)率、熱導(dǎo)率等。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對高比重W-Cu合金的成分、結(jié)構(gòu)形態(tài)，強(qiáng)度、致密性以及尺寸穩(wěn)定性及變形能力等性能要求越來越高，急需制備技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展。冷噴涂是近年發(fā)展起來的一種新型噴涂技術(shù)，由于噴涂溫度較低，噴涂材料不易氧化，涂層能夠保持原始設(shè)計(jì)成分；另外熱影響小、熱殘余應(yīng)力低，能夠制備厚涂層及塊體材料。 然而研究發(fā)現(xiàn)，采用兩組元或多組元機(jī)械混合粉體喂料制備冷噴涂復(fù)合涂層時(shí)，如果不同組元之間顆粒材料的特性相差較大，則它們的沉積行為及沉積難易程度就會(huì)各不相同，最終導(dǎo)致涂層中軟質(zhì)相含量較高、硬質(zhì)相含量偏低，使涂層偏離設(shè)計(jì)成分；即使通過提高混合粉體中硬質(zhì)相的相對含量也很難從根本上解決上述問題。本發(fā)明提供了一種以銅包鎢粉末為原料用冷噴涂技術(shù)制備鎢、銅復(fù)合材料的新方法。制備的復(fù)合材料沉積體無氧化，保持了與粉體喂料相同的組織結(jié)構(gòu)；W和Cu兩相分布均勻，無偏聚，孔隙率低；硬質(zhì)相鎢含量比采用混合粉制備的涂層大幅度提高；而且還可以通過后續(xù)致密化處理使材料進(jìn)一步致密化。 已申請專利：“一種制備高鎢含量、均勻致密W-Cu復(fù)合材料的方法”，中國發(fā)明專利申請?zhí)枺?01110329570.1.，專利申請時(shí)間：2011.10.26，專利公開日：2012.02.29

高速列車具有安全性好、正點(diǎn)率高、快速等優(yōu)點(diǎn)。能有效地改善交通環(huán)境，帶動(dòng)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。20世紀(jì)60年代以來，隨著鐵路電氣化的高速發(fā)展，鐵路運(yùn)輸一再提速，對于電氣化鐵路用接觸線的性能要求越來越高，因?yàn)樵陔姎饣F路運(yùn)行過程中，接觸導(dǎo)線不僅要承受較大的懸掛張力，同時(shí)還經(jīng)受著通過電流時(shí)引起的熱作用。因此，材料要求在具有良好導(dǎo)電性能的同時(shí)還應(yīng)具有高的抗拉強(qiáng)度，而且在電流負(fù)荷增大、溫度升高時(shí)仍然要保持較高的強(qiáng)度。接觸線既要提供高速列車所需的動(dòng)力、照明和空調(diào)等用電，又要承受較大的軸向拉力，同時(shí)還可能工作在極冷、極熱、腐蝕性強(qiáng)等環(huán)境中，總的來說，電力傳輸線必須具有以下性能：能夠滿足高速列車速度和電流的要求，具有足夠的抗拉強(qiáng)度來承受振動(dòng)，高導(dǎo)電率，耐磨性好，耐熱性好，抗軟化溫度高，軟化處理(300℃保溫2 h) 后其常溫抗拉強(qiáng)度不小于初始態(tài)的90%，抗大氣腐蝕性能好，線膨脹系數(shù)小。我國鐵路廣深線、京鄭線等都大量或全部使用了法國或德國產(chǎn)品，花費(fèi)了大量外匯。因此，對國產(chǎn)銅及銅合金接觸線的研制開發(fā)具有重大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。本研究開發(fā)的析出強(qiáng)化型Cu-Ag系、Cu-Cr系合金已經(jīng)能夠滿足工業(yè)化生產(chǎn)的需要。

W-氧化物電極材料（通常氧化物種類為ThO2,CeO2及La2O3等，含量為2%重量百分比）廣泛應(yīng)用于惰性氣體保護(hù)電弧焊和等離子體焊接、切割、噴涂、熔煉等工業(yè)領(lǐng)域。在使用過程中，電極材料擔(dān)負(fù)發(fā)射電子，維持電弧穩(wěn)定燃燒的作用，同時(shí)還承受高能離子轟擊和高燒蝕等惡劣服役條件。正是由于其重要地位，電極材料被譽(yù)為電弧等離子體發(fā)生器的"心臟"。采用先進(jìn)特殊工藝開發(fā)的新

人類文明的高度發(fā)展，既帶來了生活的便利與舒適，同時(shí)也增添了病菌傳播的機(jī)會(huì)。近年 來世界上大規(guī)模傳染性疾病的時(shí)有發(fā)生，例如，1996年日本發(fā)生的O-157大腸桿菌感染事件， 2000年日本、韓國、蒙古等國家發(fā)生的口蹄疫事件，2003年我國流行的SARS事件，至今在許 多國家相繼爆發(fā)的禽流感及致人死亡事件，以及霍亂、肺炎、瘧疾、結(jié)核病和肝炎等，都給世 界帶來了震驚和恐慌，也給人類生命財(cái)產(chǎn)造成了重大的損失，促進(jìn)了人類對健康生存環(huán)境的追 求。自上世紀(jì)80年代以來，各種各樣的抗微生物材料發(fā)展十分迅速。抗微生物制品在保護(hù)人類 健康、減少疾病、改善生活環(huán)境等方面可以起到綠色屏障的作用。據(jù)CBS調(diào)查，52％的美國民 眾購買日用品時(shí)，會(huì)注意產(chǎn)品是否抗菌、防霉、防臭的功能。 然而無論是以歐美為代表采用有機(jī)抗菌劑，還是以日本為代表采用無機(jī)銀離子或納米級 二氧化鈦直接混入樹脂基體制備聚合物制品的抗微生物技術(shù)都存在不足。理論而言，作為一種 抗微生物材料不僅應(yīng)該同時(shí)對絕大多數(shù)微生物有效，而且不應(yīng)該是溶出性的，否則所制成的飲 水管道、食品包裝膜、飲水機(jī)等都會(huì)因人體攝入而造成毒害，不耐洗滌、抗微生物效果持久性 差。另一方面，大多數(shù)有機(jī)抗生素的作用機(jī)理在于影響微生物的新陳代謝，進(jìn)而達(dá)到抑制其生 長繁殖的目的，然而這類抗生素的濫用，將導(dǎo)致微生物抗藥性的增加，會(huì)給人類健康帶來更大 的危害。因此新一代基于物理作用而可避免上述抗生素缺點(diǎn)的抗菌劑，如陽離子型抗菌劑，通 過正負(fù)電荷的靜電吸引作用，破壞細(xì)胞膜而殺死微生物，成為抗菌劑的重要發(fā)展方向。 本項(xiàng)目創(chuàng)建了一類高效、廣譜、對人體安全無毒的抗微生物材料，其特點(diǎn)是將特定的陽 離子型功能團(tuán)齊聚物鍵合到應(yīng)用廣泛的大宗樹脂的分子鏈上，成為非溶出型的分子組裝抗菌材 料，經(jīng)久耐洗、持久高效抗菌、抗病毒，克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，是抗微生物材料方面一個(gè)有 突破意義的發(fā)明。

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針對車用空調(diào)鋁合金葉片需要的硬度和耐磨型的要求，開發(fā)了基于Ni-Co-P 三元合金與硬質(zhì)顆粒（Si3N4涂\A1203\Si02等的復(fù)合電鍍或復(fù)合化學(xué)鍍層技術(shù)， 產(chǎn)品性能與日本的表面處理技術(shù)相近，打破了日本對我國的技術(shù)封鎖，目前該技 術(shù)已在重慶某廠使用。

高速列車具有安全性好、正點(diǎn)率高、快速等優(yōu)點(diǎn)。能有效地改善交通環(huán)境, 帶動(dòng)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。20世紀(jì)60年代以來, 隨著鐵路電氣化的高速發(fā)展, 鐵路運(yùn)輸一再提速, 對于電氣化鐵路用接觸線的性能要求越來越高, 因?yàn)樵陔姎饣F路運(yùn)行過程中, 接觸導(dǎo)線不僅要承受較大的懸掛張力, 同時(shí)還經(jīng)受著通過電流時(shí)引起的熱作用。因此, 材料要求在具有良好導(dǎo)電性能的同時(shí)還應(yīng)具有高的抗拉強(qiáng)度, 而且在電流負(fù)荷增大、溫度升高時(shí)仍然要保持較高的強(qiáng)度。接觸線既要提供高速列車所需的動(dòng)力、照明和空調(diào)等用電, 又要承受較大的軸向拉力, 同時(shí)還可能工作在極冷、極熱、腐蝕性強(qiáng)等環(huán)境中,總的來說, 電力傳輸線必須具有以下性能: 能夠滿足高速列車速度和電流的要求, 具有足夠的抗拉強(qiáng)度來承受振動(dòng), 高導(dǎo)電率, 耐磨性好, 耐熱性好, 抗軟化溫度高, 軟化處理(300℃保溫2 h) 后其常溫抗拉強(qiáng)度不小于初始態(tài)的90% , 抗大氣腐蝕性能好,線膨脹系數(shù)小。我國鐵路廣深線、京鄭線等都大量或全部使用了法國或德國產(chǎn)品, 花費(fèi)了大量外匯。因此，對國產(chǎn)銅及銅合金接觸線的研制開發(fā)具有重大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。本研究開發(fā)的析出強(qiáng)化型Cu-Ag系、Cu-Cr系合金已經(jīng)能夠滿足工業(yè)化生產(chǎn)的需要。 主要性能指標(biāo) 1.抗拉強(qiáng)度σb>580MPa； 2.延伸率>5%； 3.導(dǎo)電率>75%IACS； 4.設(shè)計(jì)使用壽命：15年。