Nghiên cứu tăng mật độ hợp kim W-1,5Ni thiêu kết bằng phương pháp thấm hợp kim Al-Cu-Zn

12 lượt xem

Các tác giả

  • Vu Tung Lam Viện Tên lửa, Viện Khoa học và Công nghệ quân sự
  • Nguyen Thanh Diem Viện Tên lửa, Viện Khoa học và Công nghệ quân sự
  • Le Van Hoang Viện Tên lửa, Viện Khoa học và Công nghệ quân sự
  • Dinh Van Hung Học viện Kỹ thuật Quân sự
  • Sai Manh Thang (Tác giả đại diện) Viện Tên lửa, Viện Khoa học và Công nghệ quân sự

DOI:

https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.FMC.2026.19-27

Từ khóa:

Thiêu kết vonfram; Thấm hợp kim cho khung W xốp; Thấm hợp kim Al-Cu-Zn; Thiêu kết hoạt hóa.

Tóm tắt

Bài báo này nghiên cứu quá trình tăng mật độ của hỗn hợp W–1,5%Ni được chế tạo bằng phương pháp ép và thiêu kết, đạt mật độ ban đầu từ 77–80% để tạo thành khung W xốp. Quá trình thiêu kết đẳng nhiệt được thực hiện trong lò ống graphit ở nhiệt độ 1700 °C, giữ nhiệt 3 giờ trong môi trường khí bảo vệ Argon (Ar). Niken (1,5%) được sử dụng làm chất hoạt hóa thiêu kết. Sau đó, các lỗ rỗng còn lại được làm đầy bằng phương pháp thấm ướt với hợp kim lỏng 50%Al–30%Cu–20%Zn ở 1000 °C trong 1 giờ. Kỹ thuật thấm ướt bằng hợp kim Al–Cu–Zn đã chứng tỏ hiệu quả trong việc giảm độ xốp của cấu trúc thiêu kết và tăng mật độ thêm khoảng 3–5%, qua đó cải thiện các tính chất cơ học và độ ổn định nhiệt của vật liệu composite thiêu kết, tạo ra vật liệu composite dùng làm bộ phận tản nhiệt.

Tài liệu tham khảo

[1]. Jiří MATĚJÍČEK, “Preparation of W-Cu composites by infiltration of w skeletons – review”, METAL, (2021). DOI: https://doi.org/10.37904/metal.2021.4248

[2]. Hafed. Ibrahim, Azizan Aziz, Azmi Rahmat, Kahtan S. Mohammed, “Comparison of liquid phase sintering and Cu-melt infiltration methods to consolidate 80W-Cu composite using Nickel as sintering activator”, Applied Mechanics and Materials, (2013). DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.372.34

[3]. Moon-Hee Hong, Jae Ho Choi, Seong Lee, Eun-Pyo Kim, Joon-Woong Noh, Sung Ho Lee and Young Moo Kim, “Enhancement of Microstructural Homogeneity of W-Cu Pseudo-alloy by Adding W-Cu Composite Powder in Infiltration Process”, POWDER METALLURGY World Congress, (2006).

[4]. A. Ghaderi Hamidi, H. Arabi, S. Rastegari, “Int, Tungsten–copper composite production by activated sintering and infiltration”, Journal of Refractory Metals and Hard Materials, (2011). DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2011.03.009

[5]. Jitender Chaurasia, Muthuchamy Ayyapan, Paridh Patel, Raja, Annamalai Arunjunai Rajan, “Activated Sintering of Tungsten Heavy Alloy”, Science of Sintering, Volume 49, pp. 445-453, (2017). DOI: https://doi.org/10.2298/SOS1704445C

[6]. “Infiltrated Tungsten, Technical Data Sheet”, Allegheny Technologies Incorporated, (2017).

[7]. Zhao Jincheng, Xie Ming, Li Hongmei, “Low-Temperature Sintering and Infiltration of High-W Contacts”, Preprints, (2023). DOI: https://doi.org/10.20944/preprints202308.0078.v1

[8]. V. Constantinescu, R. Orban, H. Colan, “Sintering by infiltration of loose mixture of powders, a method for metal matrix composite elaboration”, JOURNAL DE PHYSIQUE IV, Volume 3, (1993). DOI: https://doi.org/10.1051/jp4:19937282

[9]. Young-Sam Kwon and Seong-Taek Chung, “Development of the high performance W-Cu electrode”, Advances in Powder Metallurgy & Particulate Materials, (2007).

[10]. Lingling Zheng, Jinxu Liu, Shukui Li, GuohuiWang, Wenqi Guo, “Investigation on preparation and mechanical properties of W–Cu–Zn alloy with low W–W contiguity and high ductility”, Materials and Design, Volume 86, pp. 297–304, (2015). DOI: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2015.07.106

[11]. Mohammed, K.S, Gowon, B, Jamaluddin, S.B.B, Hussain, Z. and Evarastics, P, “Synthesis and Densification of Tungsten-Brass Composite by Mechanical Alloying”, Open Journal of Metal, Volumes 5, pp. 27-36, (2015). DOI: https://doi.org/10.4236/ojmetal.2015.53004

[12]. Ondrej Zobac, Ales Kroupa, and Klaus W. Richter, “Experimental study of the Al–Cu–Zn ternary phase diagram”, Journal of Materials Science, Metals & corrosion, Volume 55, pp. 10796–10810, (2020). DOI: https://doi.org/10.1007/s10853-020-04686-4

[13]. “ASM Metals Handbook, Vol 03, alloys phase diagram”, (1992).

[14]. Aljaˇz Ivekovi, Gokula Krishna Muralidharan, Andrei Galatanu, Guichuan Li, Kim Vanmeensel, Jef Vleugels, “Liquid-copper infiltration and characterization of additively manufactured W-lattice structures”, Journal of Alloys and Compounds, (2025). DOI: https://doi.org/10.2139/ssrn.4805340

[15]. M V Lungu, M Lucaci, V Tsakiris, A Brătulescu, C D Cîrstea, M Marin, D Pătroi, S Mitrea, V Marinescu, F Grigore, D Tălpeanu, N Stancu1,P Godeanu and C Melnic, “Development and Investigation of Tungsten Copper Sintered Parts for Using in Medium and High Voltage Switching Devices”, IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, Volume 209, No 012012, (2017). DOI: https://doi.org/10.1088/1757-899X/209/1/012012

[16]. Leeju Park, Sanghyun Woo, Yerim Lee, Keunho Lee, and Young Sun Yi, “Comparison of dynamic tensile extrusion behaviour of WCu composites made by different process”, DYMAT 2018, EPJ Web of Conferences, Volume 183, No 03004, (2018). DOI: https://doi.org/10.1051/epjconf/201818303004

[17]. Yang Shao, Weikang Yu, JifeiWu, Haiwen Ma, “Effect of Sintering Temperatures on Grain Coarsening Behaviors and Mechanical Properties of W-NiTi Heavy Tungsten Alloys”, Materials, (2022). DOI: https://doi.org/10.3390/ma15228035

[18]. A. Ghaderi Hamidi, H. Arabi, S. Rastegari, “Reduction of sintering temperature of porous tungsten skeleton used for production of W-Cu composites by ultra high compaction pressure of tungsten powder”, Advanced Materials Research, Volumes. 264-265, pp. 807-812, (2011). DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.264-265.807

[19]. M.Lungu, V. Tsakiris, E. Enescu, D. Patroi, V. Marinescu, D, Talpeanu, D. Pavelescu, Gh. Dumitrescu and A. Radulian, “Development of W-Cu-Ni electrical contact materials with enhanced mechanical properties by spack plasma sinter Process”, Acta physica polonica A, Volume 125, (2014). DOI: https://doi.org/10.12693/APhysPolA.125.327

[20]. A. Tonejc, “Phase transformation in Al–rich Al-W alloys rapidly quenched from the melt”, J. Mater. Sci., Volumes 7, No 11, pp. 1292-1298, (1972). DOI: https://doi.org/10.1007/BF00550695

[21]. Baba Gowon, Kahtan S. Mohammed, Shamsul Baharin Bin Jamaluddin, Zuhailawati Hussain, Polycarp Evarastics, “The Effects of Sintering Temperature on the Densification of Mechanically Alloyed W-Brass Composites”, Open Journal of Metal, Volume 5, pp. 19-26, (2015). DOI: https://doi.org/10.4236/ojmetal.2015.53003

[22]. E. Tejado1, A. v. Müller, J-H. You, J.Y. Pastor, “The thermo-mechanical behaviour of W-Cu metal matrix composites for fusion heat sink applications: The influence of the Cu content”, (2024).

Tải xuống

Đã Xuất bản

16-09-2026

Cách trích dẫn

[1]
Vu Tung Lam, Nguyen Thanh Diem, Le Van Hoang, Dinh Van Hung, và Sai Manh Thang, “Nghiên cứu tăng mật độ hợp kim W-1,5Ni thiêu kết bằng phương pháp thấm hợp kim Al-Cu-Zn”, J. Mil. Sci. Technol., số p.h FMC, tr 19–27, tháng 9 2026.

Số

Chuyên mục

Cơ học & Cơ khí động lực