Корзина
Ваша корзина пуста!
Это никогда не поздно исправить :)
Фольга W-Cu40: вольфрам-медный композит для терморегулирования и электроники
Фольга W-Cu40 — это двухфазный композитный материал, получаемый методом пропитки вольфрамового каркаса медью или методом жидкофазного спекания, где массовая доля меди составляет 40 %, а вольфрама — 60 %. Такое соотношение обеспечивает сочетание тугоплавкости вольфрамовой матрицы и высокой электро- и теплопроводности медной фазы. Материал не является сплавом в классическом понимании: это псевдосплав, в котором компоненты не образуют взаимных твёрдых растворов, а существуют как отдельные фазы с чёткой границей раздела.
Фольга W-Cu40 выпускается толщиной от 0,05 до 1,0 мм при ширине полосы до 200 мм. Плотность материала составляет 11,8–12,5 г/см, что существенно ниже плотности чистого вольфрама (19,3 г/см), но выше плотности меди (8,9 г/см). Коэффициент теплового расширения (КТР) в диапазоне 20–400 C находится в пределах 8,5–11,5 10 1/К, что позволяет согласовать материал с керамическими подложками из AlO и AlN при монтаже мощных полупроводниковых приборов.
Технические характеристики фольги W-Cu40
| Параметр | Единица измерения | Значение | Метод контроля | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля меди | % | 40 1,5 | ГОСТ 20068.1 | остальное — вольфрам |
| Плотность | г/см | 11,8–12,5 | гидростатическое взвешивание | пористость не более 1 % |
| Теплопроводность | Вт/(мК) | 180–210 | лазерный импульсный метод | при 20 C |
| КТР (20–400 C) | 10 1/К | 8,5–11,5 | дилатометрия | зависит от направления прокатки |
| Электроспротивление | мкОмсм | 3,5–4,5 | четырёхзондовый метод | при 20 C |
| Толщина фольги | мм | 0,05–1,0 | микрометрия | допуск 5 % |
Области применения
- Терморегулирующие основания и теплоотводы для мощных СВЧ-транзисторов, диодных сборок и IGBT-модулей в радиолокационных станциях и системах связи.
- Металлизация керамических подложек AlO и AlN в силовой электронике: фольга выполняет роль компенсатора КТР между керамикой и медным теплоотводом.
- Электроды для электроэрозионной обработки (ЭЭО) прецизионных деталей из твёрдых сплавов и жаропрочных сталей.
- Экранирующие элементы и поглотители СВЧ-излучения в приборах с плотной компоновкой.
- Контакты вакуумных дугогасительных камер и сильноточных размыкателей, где требуется дугостойкость вольфрама и токопроводность меди.
- Компоненты рентгеновских трубок: фольга служит для формирования мишени и коллимации пучка.
Технологические особенности
Фольга W-Cu40 изготавливается методом холодной прокатки спечённых или пропитанных заготовок с промежуточными отжигами в водородной или вакуумной среде при 900–1100 C. Из-за разницы в деформационных характеристиках вольфрама и меди при прокатке возникает текстура, влияющая на анизотропию КТР и теплопроводности. Механическая обработка — фрезерование, шлифование, электроэрозионная резка — затруднена из-за абразивного действия вольфрама и склонности меди к налипанию на режущий инструмент.
Для соединения фольги W-Cu40 с керамикой и металлами применяются пайка припоями на основе серебра (ПСр-72, ПСр-45) в вакууме или водороде, а также диффузионная сварка. Гальваническое нанесение никеля или золота на поверхность фольги улучшает паяемость и защищает медь от окисления при эксплуатации в условиях повышенной влажности.
Вопросы и ответы
Чем фольга W-Cu40 отличается от чистой вольфрамовой фольги?
Фольга W-Cu40 содержит 40 % меди, что снижает плотность до 11,8–12,5 г/см и повышает теплопроводность до 180–210 Вт/(мК) против 130–170 Вт/(мК) у чистого вольфрама. При этом КТР возрастает до 8,5–11,5 10 1/К, что улучшает согласование с керамикой.
Какие припои применяются для пайки фольги W-Cu40?
Наиболее часто используются серебряные припои ПСр-72 и ПСр-45, а также эвтектика Cu-Ag. Пайка ведётся в вакууме или в среде водорода при 780–850 C. Перед пайкой поверхность фольги никелируют для предотвращения окисления меди.
Какой максимальный размер фольги W-Cu40 доступен?
Стандартная ширина полосы — до 200 мм, толщина — от 0,05 до 1,0 мм. Длина в рулоне зависит от толщины и может достигать 10–20 м. Более широкие листы изготавливаются по индивидуальному заказу методом стыковой сварки.
Допустима ли эксплуатация фольги W-Cu40 при температурах выше 400 C?
Да, но с ограничениями: при 400–600 C медь интенсивно окисляется на воздухе, поэтому требуется защитная атмосфера или никелевое покрытие. В вакууме или инертном газе материал сохраняет свойства до 800–900 C, после чего начинается рекристаллизация и укрупнение медной фазы.