本书以高性能细晶W-Cu、W-Cu／AlN复合材料和W-Cu梯度功能材料的优化设计、制备工艺和性能为研究内容，试图进一步成熟和拓展机械合金化制备W-Cu复合材料的技术工艺，并结合计算机优化设计，开发出新型W-Cu／AlN复合材料和W-Cu梯度功能材料，为今后高性能W-Cu复合材料在实际生产和应用领域中的拓展提供理论依据和数据支撑。

第1章 概论

 1.1 纳米结构W-Cu复合材料的发展和应用

1.1.1 纳米结构W-Cu复合材料的发展现状

1.1.2 W-Cu复合材料的应用

 1.1.2.1 微电子封装材料

 1.1.2.2 高性能电触头、电极材料

 1.1.2.3 航天、军工领域高温用W-Cu复合材料

 1.2 功能梯度材料(FGM)发展和应用

1.2.1 FGM的发展现状

1.2.2 FGM的优化设计

1.2.3 W-Cu功能梯度材料的发展现状

 1.2.3.1 熔渗法

 1.2.3.2 粉末冶金法

 1.2.3.3 等离子喷涂法

1.2.4 W-Cu功能梯度材料的应用

1.2.4.1 面对等离子部件用W-Cu功能梯度材料

1.2.4.2 电子材料领域用W-Cu功能梯度材料

 1.3 W-Cu复合材料的制备方法

1.3.1 传统W-Cu复合材料的制备工艺

 1.3.1.1 熔渗烧结

 1.3.1.2 W-Cu混合粉的活化液相烧结

 1.3.1.3 钨铜复合材料的注射成型技术

1.3.2 细晶钨铜复合材料的制备工艺

 1.3.2.1 溶胶凝胶法

 1.3.2.2 喷雾干燥法

 1.3.2.3 机械-热化学合成法

 1.3.2.4 机械合金化

1.3.3 FGM的主要制备技术

 1.3.3.1 粉末冶金法

 1.3.3.2 等离子喷涂法

 1.3.3.3 气相沉积法

 1.3.3.4 自蔓延高温燃烧合成法(SHS)

 参考文献

第2章 W-Cu纳米晶粉体的机械合金化过程及热稳定性

 2.1 球磨粉体的相结构演变和微观组织

2.1.1 MA过程中W-Cu复合粉体的相组成

2.1.2 MA过程中W-15Cu复合粉体的微观组织和结构

 2.2 机械合金化合成W-Cu纳米晶粉体的特性

2.2.1 MA过程中W-15Cu复合粉体的表面形貌

2.2.2 MA过程中W-15Cu复合粉体的粒度和比表面积

2.2.3 MA过程中W-Cu复合粉体的成分分析

 2.3 MA过程中纳米晶w(cu)过饱和固溶体的形成机制

 2.4 机械合金化W-Cu复合粉体的热稳定性

2.4.1 退火后W-15Cu复合粉体的XRD分析

2.4.2 MA合成W-15Cu复合粉体的DSC分析

2.4.3 退火后W-15Cu复合粉体的微观组织和结构

 参考文献

第3章 纳米结构W-Cu复合材料的致密化及性能表征

 3.1 纳米晶W-Cu复合粉体的烧结致密化工艺

3.1.1 成型压力对粉末压坯密度和烧结体致密度的影响

3.1.2 烧结温度和保温时间对W-Cu复合材料致密度的影响

3.1.3 机械合金化工艺对W-Cu复合材料致密度的影响

3.1.4 热压烧结W-Cu复合材料的致密度

 3.2 W-Cu复合材料的显微组织结构和成分分析

3.2.1 烧结体表面的显微组织结构

3.2.2 烧结体的断口形貌

3.2.3 烧结体的成分分析

 3.3 纳米晶W-Cu复合粉末的烧结致密化机理

3.3.1 传统的粉末冶金液相烧结机制

3.3.2 机械合金化纳米晶W-Cu复合粉末的烧结致密化机制

 3.4 W-Cu复合材料的力学和物理性能

3.4.1 W-Cu复合材料的硬度

3.4.2 W-Cu复合材料的抗弯强度

3.4.3 W-Cu复合材料的导热性能

3.4.4 W-Cu复合材料的导电性能

 参考文献

第4章 W-Cu／AlN复合材料的制备及性能表征

 4.1 W-Cu／AlN复合材料制备工艺和参数

4.1.1 实验原料

4.1.2 W-Cu／AlN复合材料的成分设计与制备

 4.1.2.1 成分设计

 4.1.2.2 实验路线

 4.2 实验结果与讨论

4.2.1 纳米AlN颗粒对W-Cu复合材料密度的影响

4.2.2 热压烧W-Cu和W-Cu／AlN烧结体的XRD分析

4.2.3 AlN对W-Cu复合材料的显微组织的影响

4.2.4 W-Cu／AlN复合材料的成分分析

4.2.5 AlN对W-Cu复合材料的硬度的影响

4.2.6 AlN对W-Cu复合材料抗弯强度的影响

4.2.7 热压烧结W-Cu和W-Cu／AlN复合材料的抗弯断口形貌

4.2.8 复合材料的导热性能

4.2.9 复合材料的导电性能

 参考文献

第5章 W-Cu梯度功能材料的有限元优化设计

 5.1 热应力有限元模拟的理论知识

5.1.1 热应力理论基础

5.1.2 温度场问题的微分方程与定解条件

 5.1.2.1 温度场问题的微分方程

 5.1.2.2 温度场问题的定解条件

5.1.3 热弹性问题的基本方程与求解

 5.1.3.1 热弹性基本方程及边界条件

 5.1.3.2 热弹性基本方程的求解

 5.2 钨铜功能梯度材料结构设计与优化

5.2.1 有限元分析几何模型及边界条件

5.2.2 成分分布函数和物性参数模型

 5.2.2.1 FGM的成分分布函数

 5.2.2.2 材料物性参数模型

5.2.3 钨铜功能梯度材料残余热应力计算结果

 5.2.3.1 封接层与散热层间无过渡情况的残余热应力分析

 5.2.3.2 三层W-Cu梯度材料的残余热应力分析

 5.2.3.3 四层W-Cu梯度材料的残余热应力分析

 参考文献

第6章 W-Cu梯度功能材料的制备及性能

 6.1 W-Cu梯度功能材料成分设计与制备工艺

6.1.1 梯度材料成分设计

6.1.2 工艺路线

 6.2 实验结果与讨论

6.2.1 W-Cu FGM的显微结构

6.2.2 W-Cu FGM的成分分析

6.2.3 W-Cu FGM的抗弯强度

6.2.4 W-Cu FGM的导热性能

6.2.5 W-Cu FGM的抗热震和热疲劳性能

6.2.5.1 W-Cu FGM的抗热震性能

6.2.5.2 W-Cu FGM的热疲劳性能

 参考文献