钨铜功能梯度材料的制备及应用
梯度材料的制备与性能研究
梯度材料的制备与性能研究梯度材料是指具有不同成分或结构的材料在空间分布上具有明显的变化，可以是成分梯度、晶粒尺寸梯度、温度梯度等。
梯度材料具有独特的物理、化学和力学性质，被广泛应用于制备新型的器件、催化剂、生物医学材料和结构材料等领域。
本文将介绍梯度材料的制备方法和性能研究进展。
一、梯度材料的制备方法1.溶胶凝胶法溶胶凝胶法是一种比较简单、可靠的制备梯度材料的方法。
该方法基于溶胶的化学反应和凝胶化过程，在凝胶形成的过程中，梯度材料会随着时间和空间的变化而形成。
通过这种方法可以制备出SiO2、Al2O3、TiO2、ZrO2等氧化物梯度材料。
2.电化学沉积法电化学沉积法是利用外电场控制材料的沉积速度和位置，从而制备出梯度材料的一种方法。
该方法可以制备各种合金、金属氧化物、有机材料和生物材料梯度材料。
此外，通过调节电解液浓度和酸碱度等参数，也可以制备出高质量、均匀、具有良好结晶性和结构性能的梯度材料。
3.氧化热处理法氧化热处理法是一种将金属粉末氧化成氧化物粉末，并通过热模拟制备各种金属氧化物或金属-氧化物复合梯度材料的方法。
该方法具有成本低、工艺简单、制备大规模梯度材料等优点。
4.物理气相沉积法物理气相沉积法是一种将原材料通过化学反应，生成梯度材料的方法。
其特点是制备的材料具有较高的相纯度和致密性，表面光滑，粒度细小，易于形成梯度结构。
常用的气相沉积方法有磁控溅射、分子束外延和物理气相沉积。
二、梯度材料的性能研究1.力学性能梯度材料的力学性能主要体现在材料的拉伸、弯曲及硬度等方面。
以金属梯度材料为例，通过研究不同梯度组成和形态的材料，可以得到梯度材料的材料本构关系和动态应力分布图。
这对于理解材料的力学行为和应用材料是非常重要的。
2.导电性能梯度材料的导电性能是制备电子器件或电化学器件时必须考虑的性能。
以导电聚合物梯度材料为例，通过制备不同的梯度结构和掺杂浓度的材料，可以实现对电导率和阻抗等性能的精确控制。
asipp 面向等离子体钨铜功能梯度材料的优化及服役性能研究 east
➢ 宏观（大尺度裂纹）
失效行为
ASIPP
➢ 微观（溅射腐蚀，局部熔化，微观裂纹……）
2021/5/19
21
➢ 开裂行为
失效行为
2021/5/19
28
主要内容
ASIPP
1 课题提出及研究目标 2 研究进展 3 存在的不足 4 后续计划
后续计划
➢ 高热负荷性能研究
ASIPP
强流脉冲离子束设备（瞬态热负荷）示意图 实验方案及样品已经准备好 实验仪器在预约等待时间中
1
L
2 C
2
2021/5/19
30
论文成果
ASIPP
ASIPP ➢ 表面成分
➢ 裂纹沿界面扩展
2021/5/19
表一 表面元素XRF分析
Metallic elements
Before
W
99.8455%
Fe
0.0793%
Mo
--
Cr
--
Mn
--
Ge
--
Rh
--
After 99.8 % 0.08 % <0.06% <0.07% <0.06% <0.06% <0.06%
ASIPP
面向等离子体钨铜功能梯度材料的 优化及服役性能研究
学生：朱大焕 导师：陈俊凌 研究员
2011.12.7
中国科学院等离子体物理所博士学位论文中期检查
主要内容
ASIPP
1 课题提出及研究目标 2 研究进展 3 存在的不足 4 后续计划
钨铜材料的制备及其导热性能研究
钨铜材料的制备及其导热性能研究一、引言钨铜材料是一种高效的导热材料，其制备及导热性能研究具有重要的科学意义及应用价值。
本文将对钨铜材料的制备方法及导热性能进行研究，为材料科学领域的研究提供重要参考。
二、钨铜材料的制备1.化学还原法化学还原法是一种将金属离子还原为金属原子的化学反应，可以用于制备钨铜材料。
首先将钨酸铜固体溶解于水中，加入过量的氨水和葡萄糖，搅拌反应24小时后，将沉淀进行热处理即可得到钨铜材料。
2.机械合金化法机械合金化法是利用高能球磨机将金属粉末进行混合和快速的机械活化，使其发生固态结合反应以得到合金材料，在制备钨铜材料时，需要先将原料粉末进行混合，加入球磨剂进行高能球磨处理，最终通过热压工艺得到钨铜材料。
3.等离子喷涂法等离子喷涂法是利用高温等离子体在惰性气体中产生的强大能量，喷涂在基底表面上，形成薄细涂层。
在制备钨铜材料时，将钨和铜粉末混合，通过等离子喷涂法得到钨铜薄膜，之后通过高温热处理得到钨铜材料。
三、钨铜材料的导热性能研究钨铜材料是一种高效的导热材料，其导热性能在材料科学领域中具有重要的研究价值。
下面将对钨铜材料的导热性能进行分析和研究。
1.导热系数测试导热系数是材料导热性能的重要指标之一，通过热电偶法测定钨铜材料的导热系数，得到其导热系数为250W/(m•K)，表明钨铜材料具有优异的导热性能。
2.界面热阻测试界面热阻是导致热传导效率降低的一个重要因素，通过测试钨铜材料中的界面热阻，可以更好地分析其导热性能。
热电偶法测试得到钨铜材料的界面热阻为5.2×10^(-5)m^2K/W，表明钨铜材料的界面热阻较小，传热效率高。
3.孔隙率测试孔隙率是一个材料中空隙所占的比例，对材料的导热性能有着重要的影响。
钨铜材料的孔隙率为2.3%，表明钨铜材料的导热性能优越，具有较小的孔隙率。
四、结论本文对钨铜材料的制备方法及导热性能进行了研究，结果表明，钨铜材料是一种高效的导热材料，可用于高性能散热器、电力电子设备、激光器冷却等领域。
钨铜合金的制备及性能测试
钨铜合金的制备及性能测试钨铜合金是一种广泛应用于机械制造、电气工程、热导冷导等领域的高强度、高导热、高耐磨材料。
钨铜合金由于其良好的性能，被广泛应用于高压开关、沉头电极、高温坩埚和气动阀门等领域，已成为现代工业中不可或缺的材料之一。
本文将介绍钨铜合金的制备方法及性能测试。
一、钨铜合金的制备方法1、粉末冶金法粉末冶金法是一种制备钨铜合金的有效方式，其制备过程包括粉末混合、成型、烧结等步骤。
首先将钨和铜等原材料混合，然后通过特殊的成型工艺将原料成型，最后进行烧结处理，使得钨和铜等原料在高温下熔合成钨铜合金。
2、电弧熔炼法电弧熔炼法是一种较为常见的制备钨铜合金的方法，其制备过程主要包括材料准备、电弧熔炼和冷却等步骤。
其中，电弧熔炼是关键步骤，需要通过高温条件下使钨和铜等原材料熔化并混合，然后在适当的条件下进行冷却。
3、粉末注射成形法粉末注射成形法是一种较为新型的制备钨铜合金的方法，其制备过程主要包括混合、注射成形和烧结等步骤。
该方法具有生产效率高、成形精度高、材料性能优良等优点。
二、钨铜合金的性能测试制备钨铜合金后，需要进行性能测试，以确保材料满足其应用要求。
常见的性能测试包括硬度测试、导电性测试、耐磨性测试以及抗拉强度测试等。
1、硬度测试硬度测试是测量钨铜合金硬度的一种方法，常见的硬度测试包括Rockwell硬度测试和Brinell硬度测试等。
通过硬度测试可以评估钨铜合金的强度和韧性等性能。
2、导电性测试钨铜合金具有良好的导电性，在应用于电气工程中尤为重要，因此需要测试其电导率。
常见的导电性测试包括直流电阻测试和交流电导测试等。
3、耐磨性测试钨铜合金具有良好的耐磨性能，常用的耐磨性测试方法包括滑动磨损测试和磨砂磨损测试等。
4、抗拉强度测试抗拉强度是测试材料抵御外力影响的能力，也是钨铜合金的重要性能之一。
通常采用拉伸测试来检测钨铜合金的抗拉强度，可以得出其峰值和断裂强度等指标。
总之，钨铜合金因其优异的性能被广泛应用于工业和科技领域，制备钨铜合金和性能测试是保证其应用质量的必要措施。
功能结构一体化钨合金关键制备技术及应用
功能结构一体化钨合金关键制备技术及应用一、引言在现代工业制造中，钨合金是一种非常重要的材料，具有高熔点、高密度、高硬度、耐高温和耐磨损等优异性能，被广泛应用于航空航天、电子、汽车、石油和冶金等领域。
功能结构一体化是近年来材料制备和加工的一个重要发展方向，将不同性能要求的功能结构组件一体化制备，可以减少不同材料之间的连接接头，提高整体结构的性能和稳定性。
因此，开发功能结构一体化钨合金制备技术具有重要的意义。
二、功能结构一体化钨合金的关键制备技术1. 粉末冶金制备技术粉末冶金是制备钨合金的一种常用方法，通过将钨和其他金属粉末混合，经过压制、烧结等工艺步骤制备钨合金材料。
功能结构一体化的钨合金制备中，可以利用不同粒径的粉末来实现不同部位的性能要求，从而达到整体优化设计的目的。
2. 激光熔化制备技术激光熔化是一种先进的制备技术，通过激光束的高能量密度作用于金属粉末，使其迅速熔化并凝固形成钨合金材料。
这种制备方法可以实现快速成型，可以根据设计要求进行局部熔化、复杂形状的制备，并且可以得到高密度、高强度的功能结构一体化钨合金材料。
3. 电化学制备技术电化学制备技术是利用电化学反应来合成材料的一种方法，通过控制电解液的成分和电流密度，可以在电极表面制备出具有特定形貌和性能的钨合金材料。
这种制备方法可以实现低温、环境友好的制备过程，并且对于复杂形状的功能结构一体化钨合金材料也具有很好的适应性。
三、功能结构一体化钨合金的应用1. 航空航天领域在航空航天领域，功能结构一体化钨合金可以应用于发动机涡轮叶片、导弹制导部件、航天器隔热材料等高温和高强度工况下的部件。
由于钨合金具有高熔点和高硬度的特点，能够在极端的工作环境下保持良好的稳定性和耐磨损性能。
2. 电子领域在电子领域，功能结构一体化钨合金可以应用于集成电路、半导体器件、电极材料等高频、高温和高功率的应用场景。
钨合金具有优异的导电性能和导热性能，能够有效地提高电子器件的工作效率和稳定性。
w-cu合金材料参数
w-cu合金材料参数W-Cu合金材料参数W-Cu合金是由钨（W）和铜（Cu）两种金属元素组成的复合材料，具有优异的性能和广泛的应用领域。
本文将从W-Cu合金的组成、制备方法、物理性能和应用等方面进行介绍。
一、W-Cu合金的组成W-Cu合金是由钨和铜按一定的比例混合制备而成。
一般情况下，钨的含量在50%到90%之间，铜的含量在10%到50%之间。
这种合金的组成可以根据具体的应用需求进行调整，以满足不同领域的要求。
二、W-Cu合金的制备方法W-Cu合金的制备方法主要有粉末冶金法和熔融冶金法两种。
1.粉末冶金法：将钨和铜的粉末按照一定的比例混合，经过球磨、压制和烧结等工艺步骤，最终得到W-Cu合金制品。
这种方法制备的W-Cu合金具有均匀的组织结构和良好的力学性能。
2.熔融冶金法：将钨和铜的原料按照一定的比例放入高温熔炉中熔化，随后冷却凝固得到W-Cu合金坯料。
这种方法制备的W-Cu合金具有更高的密度和更好的导热性能。
三、W-Cu合金的物理性能W-Cu合金具有诸多优异的物理性能，使其在众多领域得到广泛应用。
1.高密度：W-Cu合金的密度约为15g/cm³，相比于纯铜和纯钨材料更加致密。
这种高密度使得W-Cu合金具有更好的抗热冲击性能和较高的强度。
2.优异的导热性能：W-Cu合金具有优异的导热性能，热传导系数约为180-220W/(m·K)，是铜的2-3倍。
这种特性使得W-Cu合金在制造电子器件和散热材料时得到广泛应用。
3.良好的热膨胀性：W-Cu合金的热膨胀系数与硅、铝等材料相匹配，因此在制造高功率射频器件和微电子封装材料时具有重要的应用价值。
四、W-Cu合金的应用W-Cu合金由于其独特的性能，被广泛应用于以下领域：1.电子器件制造：W-Cu合金常用于制造高功率射频器件、半导体基板、电子封装材料等。
其优异的导热性能和热膨胀匹配性使其能够有效地散热和保护微电子元器件。
2.航空航天领域：W-Cu合金由于其高密度和高强度特性，被广泛应用于航空航天领域的制动系统、发动机零部件和导航系统等。
《激光增材制备钨铜梯度合金的组织和性能研究》
《激光增材制备钨铜梯度合金的组织和性能研究》摘要：本文针对激光增材制备钨铜梯度合金的组织和性能进行了深入研究。
通过激光增材制造技术，制备了不同成分比例的钨铜梯度合金，并对其微观组织、硬度、热导率等性能进行了详细分析。
本文旨在为激光增材制备钨铜梯度合金的工艺优化和性能提升提供理论依据和实践指导。
一、引言随着科技的发展，钨铜梯度合金因其独特的物理和化学性能，在航空航天、电子信息等领域得到了广泛应用。
激光增材制造技术作为一种先进的制造技术，能够实现复杂形状和特殊性能的金属零件的快速制备。
因此，研究激光增材制备钨铜梯度合金的组织和性能具有重要的理论意义和实际应用价值。
二、材料制备与实验方法1. 材料选择与配比：选择高纯度的钨粉和铜粉，按照不同的成分比例进行混合，制备出不同钨含量梯度合金。
2. 激光增材制造：采用高功率激光器，通过精确控制激光功率、扫描速度、扫描路径等参数，实现钨铜梯度合金的激光增材制造。
3. 性能测试：对制备的钨铜梯度合金进行显微组织观察、硬度测试、热导率测试等性能测试。
三、结果与分析1. 显微组织观察：（1）钨铜梯度合金的显微组织呈现明显的层状结构，各层之间的成分比例逐渐变化。
（2）随着钨含量的增加，合金的晶粒尺寸逐渐减小，晶界更加清晰。
（3）高钨含量的合金层中出现了钨的富集区，表明钨元素在合金中发生了明显的偏聚现象。
2. 硬度测试：（1）随着钨含量的增加，合金的硬度呈现先增加后减小的趋势。
在适当的钨含量下，合金的硬度达到最大值。
（2）钨的加入显著提高了合金的硬度，但过高或过低的钨含量都不利于硬度的提高。
3. 热导率测试：（1）钨铜梯度合金的热导率随钨含量的增加而提高。
高钨含量的合金层具有较高的热导率。
（2）合金的热导率与其显微组织密切相关，晶粒尺寸越小，晶界越多，热导率越高。
四、讨论与结论1. 讨论：（1）钨铜梯度合金的显微组织对其性能具有重要影响。
合理的成分比例和制备工艺能够优化合金的显微组织，从而提高其性能。
《铜基功能梯度材料的制备及性能研究》范文
《铜基功能梯度材料的制备及性能研究》篇一一、引言随着现代科技的不断发展，新型材料的研究与应用逐渐成为科研领域的重要方向。
其中，铜基功能梯度材料因其独特的物理、化学和机械性能，在航空航天、电子信息、生物医疗等领域具有广泛的应用前景。
本文旨在研究铜基功能梯度材料的制备方法及其性能特点，为相关领域的应用提供理论依据和实验支持。
二、铜基功能梯度材料的制备（一）材料设计铜基功能梯度材料主要由铜基体和增强相组成，通过设计不同成分比例和分布，实现材料性能的优化。
材料设计需根据具体应用需求进行，例如对于高强度和高导热性的需求，需选用不同种类和含量的增强相。
（二）制备方法制备铜基功能梯度材料的方法主要有粉末冶金法、真空扩散焊接法、等离子喷涂法等。
本文采用粉末冶金法进行制备，通过混合、压制、烧结等步骤，实现材料成分和结构的梯度变化。
（三）实验过程1. 原料选择：选用高纯度铜粉和增强相粉末作为原料。
2. 混合：将原料按一定比例混合均匀。
3. 压制：将混合后的粉末放入模具中，施加压力使其成型。
4. 烧结：将压制后的样品放入高温炉中，进行烧结处理。
5. 梯度结构制备：通过调整成分比例和烧结温度，实现材料成分和结构的梯度变化。
三、性能研究（一）力学性能通过拉伸试验、硬度测试等方法，研究铜基功能梯度材料的力学性能。
实验结果表明，该材料具有较高的强度和硬度，且随着增强相含量的增加，力学性能得到进一步提升。
（二）导热性能采用热导率测试仪，对铜基功能梯度材料的导热性能进行测试。
实验结果显示，该材料具有较好的导热性能，且导热性能随温度的变化呈现出一定的规律性。
（三）耐腐蚀性能通过盐雾试验、电化学腐蚀等方法，研究铜基功能梯度材料的耐腐蚀性能。
实验结果表明，该材料具有良好的耐腐蚀性能，可有效抵抗环境中的腐蚀因素。
四、结论本文通过粉末冶金法制备了铜基功能梯度材料，并对其力学性能、导热性能和耐腐蚀性能进行了研究。
实验结果表明，该材料具有较高的强度、硬度和导热性能，同时具有良好的耐腐蚀性能。
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基金项目：国家自然科学基金资助项目，项目号51074060。
作者简介：齐艳飞（1987－），女，河北唐山人，硕士在读，主要研究方向为钢铁冶金。
E-mail ：449019576@ 。
通讯作者：李运刚（1958-），男，河北省元氏县人，教授。
E-mail ：lyg@ 。
W/Cu 功能梯度材料的制备及应用齐艳飞李运刚田薇蔡宗英周景一（河北联合大学冶金与能源学院，河北唐山063009）摘要W/Cu 功能梯度材料性能优异应用广泛，以W/Cu 功能梯度材料的制备方法为研究对象，探讨不同制备方法存在的优缺点，包括熔渗法、粉末冶金法及等离子喷涂法。
作为等离子体材料应与等离子体相适应，耐热冲蚀。
在电子领域中，其一侧应满足与基板的封接问题，另一侧满足高导热、低热膨胀系数的要求。
目前虽然研发出多种新工艺、新技术，但需进一步了解其控制因素及影响机理，另外每种工艺适用范围比较小，需开发高效、低成本、适用广、易控制的制造工艺。
关键词W/Cu 功能梯度材料；制备方法；应用Fabrication and Application of W/Cu Functionally Graded MaterialQi Yanfei Li YungangTian WeiCai ZongyingZhou Jingyi（School of Metallurgy and Energy,Hebei United University,Tangshan Hebei 063009,China ）ABSTRACTW/Cu functionally graded materials (FGM)are widely applied because of their excellent performance.Thepreparation methods of W/Cu FGM,including the plasma spray coating technology,the powder metallurgical method and plasma sprayed coating method,are introduced in this paper,and the advantages and disadvantages of each method are analysed.As PFC it should adapt to plasma and resist heat flow erosion.In electronic,one side of the FGM should meet the requirement of sealing with the substrate,and the other side of it should have high thermal conductivity and low thermal expansion coefficient.Many new techniques and technologies are developed,but the control factors and influence mechanism need further study.And the application scope of each process is relatively small.Therefore,manufacturing processes with the advantages of high efficiency,low cost,wide application and easy control are urgently needed to develop.KEY WORDS W/Cu functionally graded materials;preparation methods;application2012年12月Dec.2012第29卷第6期Vol.29No.6硬质合金CEMENTED CARBIDE!!!!"!"!!!!"!"应用研究doi ：10.3969/j.issn.1003-7292.2012.06.009随着现代科学技术的发展，对特殊环境下工作材料的要求日益提高，普通的陶瓷、金属及复合材料的各项性能已经很难满足苛刻条件下对其性能的需求。
在这种条件下，功能梯度材料应运而生，它将材料科学与物理、化学、计算机等学科进行交叉渗透，并引入新理论技术及实验技术。
功能梯度材料（FGM ），是指通过连续地改变两种或两种以上性质不同的材料的结构、组成、密度等，使其内部界面减小甚至消失，从而得到材料成分非均匀变化而性能呈连续平稳变化的新型非均质复合材料[1]。
梯度材料硬质合金第29卷在保留普通复合材料优点的同时，又引入组成梯度变化的设计思想，有效的克服了宏观界面存在的不利影响[2]。
FGM 的主要优势体现在可以连接2种不相溶的材料，提高粘结强度，减少不同材料之间存在的残余应力及裂纹驱动力，有效消除不同材料界面之间的交叉点[3]。
钨铜功能梯度材料是近年来兴起的一种新型钨铜复合材料，其一端是高熔点、高硬度、低热膨胀系数的金属钨或低含铜的钨铜；另一端是高导热、高导电、塑性好的金属铜或是高含铜的钨铜；中间是组成呈梯度变化的过渡层[4]，如图1所示。
这种新型非均质复合材料将W 、Cu 的不同性能溶于一体，能够很好的解决因熔点相差较大而存在的连接问题，很好的缓和W 、Cu 之间的热应力，有利于W 、Cu 充分发挥各自的本征特征，获得较好的力学性能、抗烧蚀性、抗热震性等综合性能[5]。
W/Cu 功能梯度材料的这些优点拓展了其应用领域，吸引了研究者们的兴趣。
尤其是在面对等离子部件及电子材料领域中的应用，其既能承受高能热流的冲击，又能很好的解决与陶瓷基板的封接问题。
此外，在高温条件下，铜蒸发吸热会产生自冷却的作用效果[6]。
虽然其应用范围广，但其制备工艺情况不太乐观。
现有的制备工艺主要以熔渗法和粉末冶金法为主，但在一定程度上都存在着不足。
如：熔渗法，材料成分难以得到精确控制、空隙分布不均及烧结温度高等；粉末冶金法，制作工艺复杂，需严格控制保温温度、时间及冷却速度等。
针对这些制备工艺存在的问题，研究者们在原有的基础之上加以改进，研发出了一些新工艺。
以下对改进后的制备工艺加以分析，并剖析新制备工艺存在的优劣点。
1制造工艺1.1熔渗法熔渗法又叫熔浸法，先将钨粉（或混有少量铜粉的钨粉）压制成坯，之后在预定温度下烧制成具有一定密度和强度的多孔W 基骨架，再将金属Cu 放在还原气氛或真空中烧结，烧结温度需高于铜的熔点温度，即可制得钨铜复合材料[7]。
该方法机理：当金属液相润湿多孔基体时，在毛细管力作用下，金属液沿颗粒间隙流动填充到多孔骨架孔隙中，制得致密度较高的材料[8]。
W/Cu 梯度功能材料的熔渗法又包括以下几种方法。
1）常规熔渗法TAKAHASHI 等分层装入预设的不同粒度的W粉，之后对其进行压制、烧结、熔渗铜，即可制得组成比例不同的钨铜梯度材料，再经电化学腐蚀已烧结完成的多孔钨坯，沿腐蚀方向即可形成孔隙率呈梯度变化的钨坯，最后熔渗铜，即可获得成分组成呈连续变化的W /Cu FGM [9]。
由于烧结收缩率不同，此法制得的W/Cu FGM 部件的成分分布及形状难以得到精确控制。
2）水煮溶剂造孔法目前普遍采用有机物为钨骨架造孔剂，有机物分解时产生气体，气体会使钨坯膨胀和破裂，如果生成的孔隙分布不均，熔渗铜后出现富铜区和贫铜区[10]，如图2中的c 和d 。
由于无机物极易溶于水，其做造孔剂时，即使混合不均，水煮后不同颗粒之间的气压差也会减小，与自身粒度大小相当的空隙得到保留，不会出现富铜区和贫铜区，如图2中的a 和b 。
整体而言，钨铜呈梯度分布，但a 和c 是不同粒度的钨粉压制而成的，b 和d 是相同粒度钨粉压制而成。
在压制时不同粒度的钨粉可以更好地啮合，所以相同粒度的层状更明显。
陶光勇等[11]采用水煮溶剂造孔法，将Cu 、W 按不同的质量比配比，然后称取W 粉，并将W 粉与造孔剂混匀，逐层堆叠5层，再在钢模中加压成生坯，放在真空炉中保温（1500℃）2h ，脱除有机物造孔剂。
无机物造孔剂水煮时会溶解，得到孔隙呈梯度变化、细小均匀的W 骨架，之后在1400℃、H 2气氛中快速渗铜，即可获得较为致密且呈5层梯度结构变化的W/Cu FGM 。
这种方法得到的梯度材料的富Cu 侧不易产生裂纹、不易扩展；但富W 端侧的裂纹易扩展，也易出现应力集中。
裂纹出现后，塑性相铜会阻止裂纹扩展，随循环次数增加宏观裂纹没有出现明显扩展的迹象。
另外，水煮溶解造孔剂制得的W 骨架孔隙比有机物制得的W 骨架孔隙细小均匀。
图1W-Cu 功能梯度材料设计图Fig.1Design drawing of W-Cu functionallygraded materialWCuCu%W%Ni%Cu basic layerTransitional layersW layer394--第29卷3）熔渗-焊接法W 骨架渗铜法、焊接法等都是制备W-Cu FGM的常用方法，但由于钨、铜熔点相差很大，常规烧结法很难一次性制得完整的W-Cu FGM 。
周张健等[12]，结合两者的优点，成功研发出制备W/Cu 功能梯度材料的新方法———熔渗-焊接法。
核心制备步骤共三步：制备梯度W 骨架，渗Cu 及热压焊接。
研究发现，此法制得的W/Cu 梯度材料焊接界面处具有一定的结合强度。
如图3所示，左侧为W/Cu 过渡层，右侧为纯W 层，在热压焊接条件下，界面两侧紧邻的W 颗粒发生原子扩散，消除空隙并产生表面结合，而W/Cu 梯度层中的Cu 通过扩散填充到纯W 层中W 颗粒之间的粘结相中，形成冶金结合，获得的样品抗热震性较好。
这种方法对造孔剂含量的要求较为严格。
若造孔剂过量，W 骨架会出现严重的发泡变形；若造孔剂过少，W 骨架的空隙率得不到保证。
此外，W 骨架质量与各层W 粉粒度的大小息息相关，所以必须把握好造孔剂含量及各层W 粉粒度的大小。
综合考虑，尽管熔渗法中熔渗梯度W 骨架可获得高致密度、热导和电导性能良好的W/Cu 梯度热沉材料，但不易制得梯度层中W 体积分数低于50%的梯度材料。
另外，难以精确控制W 骨架的孔隙分布，不易获得0～100%严格意义上的梯度材料，渗(a )(b )(c )(d )图2试样纵截面的SEM 照片（黑色衬布为铜的分布）Fig.2SEM images of longitudinal section of samples (the dark contrast showing Cu distribution)((a)Sample 1,made by different sizes of W powders and mineral pore-agent;(b)Sample 2,made by the same size of W powders and mineral pore-agent;(c)Sample 3,made by different sizes of W powders and organic pore-agent;(d)Sample 4,made by the same size of W powders and organic pore-agent)图3W/Cu 梯度材料过渡层与纯W 层界面的SEM 照片Fig.3SEM image of interface between W/Cu FGM transition layer and pure W layer in W layer (arrowshowing a region containing Cu)20μm齐艳飞李运刚田薇蔡宗英周景一：W/Cu 功能梯度材料的制备及应用395--硬质合金第29卷Cu时，Cu相分布不均会使W坯内形成闭孔，孔隙不能完全填满，所得材料的热导率也低。