구리-텅스텐

Copper–tungsten
"CuW" 및 "WCU"는 여기서 수정합니다.기타 용도는 CuW(동음이의) 및 WCu(동음이의)를 참조한다.

구리-텅스텐(텅스텐-구리, CuW 또는 WCu)은 구리와 텅스텐의 혼합물입니다.구리와 텅스텐은 서로 용해되지 않기 때문에 다른 금속의 매트릭스에 분산된 하나의 금속의 별개의 입자로 구성되어 있다.따라서 미세구조는 진정한 합금이 아니라 오히려 금속 매트릭스 복합체입니다.

이 재료는 두 금속의 특성을 결합하여 내열성, 내절제성, 열 및 전기 전도성이 뛰어나고 기계가공하기 쉬운 재료를 만듭니다.

텅스텐 입자를 원하는 형상으로 눌러 압축한 부분을 소결시킨 후 용융된 구리를 침윤시켜 CuW 복합체로 부품을 만든다.복합 혼합물의 시트, 막대 및 막대도 사용할 수 있습니다.

일반적으로 사용되는 구리 텅스텐 혼합물은 10~50 중량입니다.구리 비율(%)이며, 나머지 부분은 대부분 텅스텐입니다.일반적인 속성은 그 구성에 따라 달라집니다.더 적은 무게의 혼합물.구리의 %는 고밀도, 고경도 및 고저항률을 가집니다.구리가 10% 함유된 CuW90의 일반적인 밀도는 CuW50의 경우 16.75g/cm3, 11.85g/cm입니다3. CuW90은 CuW50보다 260HB kgf/mm2, 6.5μΩ.cm의 높은 경도와 저항성을 가지고 있습니다.

일반적으로 사용되는 구리 텅스텐 조성물의 일반적인 특성[1]

구성. 밀도 경도 저항률 IACS 굽힘 강도
중량 % g/cm4203 HB Kgf/mm2† μΩ.cm† %≥ Mpa≥
W50/Cu50 11.85 115 3.2 54 –
W55/Cu45 12.30 125 3.5 49 –
W60/Cu40 12.75 140 3.7 47 –
W65/Cu35 13.30 155 3.9 44 –
W70/Cu30 13.80 175 4.1 42 790
W75/Cu25 14.50 195 4.5 38 885
W80/Cu20 15.15 220 5.0 34 980
W85/Cu15 15.90 240 5.7 30 1080
W90/Cu10 16.75 260 6.5 27 1160

적용들

CuW 컴포지트는 높은 내열성, 높은 전기 및 열전도율, 낮은 열팽창의 조합이 필요한 경우에 사용됩니다.전기 저항 용접, 전기 접점 및 히트 싱크로 사용되는 용도도 있습니다.접촉재로서 전기아크에 의한 침식에 대한 내성이 있다.WCu 합금은 방전 가공[2] 및 전기 화학적 [3]가공을 위한 전극에도 사용됩니다.

75% 텅스텐을 가진 CuW75 복합체는 전력 반도체 장치의 칩 캐리어, 기판, 플랜지 및 프레임에 널리 사용됩니다.구리 열전도율이 높고 텅스텐의 열팽창이 낮기 때문에 실리콘, 비화 갈륨 및 일부 세라믹에 열팽창이 매칭됩니다.동-몰리브덴 합금, AlSiC 및 Dymalloy가 이 응용 분야에 사용됩니다.

텅스텐의 70~90%가 함유된 복합 재료는 일부 특수 형태의 전하 라이너에 사용됩니다.균질강 표적에 대한 구리에 대한 침투율은 밀도 및 분해 시간이 모두 [4]증가하므로 1.3 계수만큼 향상됩니다.특히 유정 완성에는 텅스텐 분말 기반의 성형 대전 라이너가 적합합니다.구리 대신 다른 연성 금속을 바인더로 사용할 수도 있습니다.흑연을 [5]분말에 윤활제로 첨가할 수 있다.

CuW는 진공 중의 접촉 재료로도 사용할 수 있다.접점이 매우 미세한 입자(VFG)일 경우 전기 전도율은 일반적인 구리 텅스텐 [6]조각보다 훨씬 높습니다.구리 텅스텐은 저렴한 비용, 아크 침식에 대한 저항성, 양호한 전도성 및 기계적 마모 및 접촉 용접에 대한 저항성으로 인해 진공 접촉에 적합한 선택입니다.CuW는 일반적으로 진공, 오일 및 가스 시스템의 접점입니다.표면이 노출되면 산화되기 때문에 공기와의 접촉이 좋지 않습니다.CuW는 재료의 구리 농도가 높을 때 공기 중에 침식될 가능성이 낮습니다.공기 중 CuW는 아크 팁, 아크 플레이트 및 아크 [7]러너로 사용됩니다.

구리 텅스텐 재료는 보통 20,000K 이상의 온도에 도달할 수 있는 환경에서 중-고압 육불화황(SF)6 회로 차단기의 접점 아크 용도로 사용됩니다.구리 텅스텐 재료의 아크 침식에 대한 저항성은 입자 크기와 화학 성분을 [6]변경함으로써 증가할 수 있습니다.

스파크 소실(EDM) 프로세스에서는 구리 텅스텐이 필요합니다.일반적으로 이 프로세스는 흑연과 함께 사용되지만 텅스텐의 녹는점(3420°C)이 높기 때문에 CuW 전극의 수명이 흑연 전극보다 길어집니다.이는 전극이 복잡한 가공으로 처리된 경우 매우 중요합니다.전극이 마모되기 쉽기 때문에 전극은 다른 전극보다 더 높은 기하학적 정확도를 제공합니다.또한 이러한 특성으로 인해 스파크 침식을 위해 제조된 로드와 튜브는 직경이 작아지고 길이가 길어질 수 있습니다. 이는 재료가 부서지거나 [8]휘어질 가능성이 낮기 때문입니다.

특성.

텅스텐 중량 % 55 68 70 75 78 80 85 90
UTS(MPa) 434 517 586 620 648 662 517 483
열전도율(W/(cm K)) 2.4 2.1 2.01 1.89 1.84 1.82 1.75 1.47
20°C에서의 전기 저항 3.16 3.33 3.41 3.51 3.71 3.9 4.71 6.1
100C에서의[9] 비열 용량 195 174 160

복합 재료의 전기적 특성과 열적 특성은 비율에 따라 달라집니다.구리 함량이 증가하면 열전도율이 높아지는데, 열전도율은 회로 차단기에 사용될 때 큰 역할을 합니다.전기 저항률은 복합체에 존재하는 텅스텐의 비율이 증가함에 따라 증가하며, 55% 텅스텐에서 3.16에서 90% 텅스텐을 포함하는 경우 6.1까지 다양합니다.텅스텐의 증가는 합금이 최대 인장 강도 663 MPa의 최대 인장 강도 80%, 구리 20%에 도달할 때까지 궁극 인장 강도 증가로 이어집니다. 이 구리와 텅스텐의 혼합 후에는 최종 인장 강도가 상당히 빠르게 감소하기 시작합니다.[10]

레퍼런스

  1. ^ "Properties of Copper Tungsten".
  2. ^ "Home - Credo Reference".
  3. ^ "Copper Tungsten Alloy". chinatungsten.com. Retrieved 29 March 2019.
  4. ^ Tie-Fu, Wang; He-Rong, Zhu (1996). "Copper-Tungsten Shaped Charge Liner and its Jet". Propellants, Explosives, Pyrotechnics. 21 (4): 193–195. doi:10.1002/prep.19960210406.
  5. ^ "Tungsten enhanced liner for a shaped charge".
  6. ^ a b "Tungsten-Copper for SF6 circuit breakers". plansee.com. Retrieved 29 March 2019.
  7. ^ "Archived copy". Archived from the original on 12 December 2013. Retrieved 6 December 2013.{{cite web}}: CS1 maint: 제목으로 아카이브된 복사(링크)
  8. ^ "Sparkal Erosion electrodes". plansee.com. Retrieved 29 March 2019.
  9. ^ "Tungsten Copper WCu CuW Heat Sinks". www.torreyhillstech.com. Retrieved 21 March 2022.
  10. ^ "Copper Tungsten Supplier - Bar - Plate - Sheet - Wire Eagle Alloys Corporation".